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機械原理設計方案范文第1篇

關鍵詞：機械傳動系統；概念設計自動化；策略分析

0.引言

機械傳動系統概念設計自動化的概念設計可以分為3個階段：需求階段、描述階段以及綜合階段。這三個階段的設計思想主要體現了一種組合創新的策略，在設計過程中的創新思維主要體現在對功能的分解和、功能與結構進行匹配和基于功能分解的結構重組之中。由于功能描述階段往往存在著一定的不確定性和抽象性，這會給整個設計過程帶來一定的不便，因此就有國外的學者通過將機構用于功能與結構之間的搭接作用，從而形成“功能—機構—結構”的模式，通過這種模式可以實現基本機構的重組，而且能將系統轉化為一個全部由轉動副所組成的機構鏈。倘若進一步對機構鏈中的機架和執行構件等進行處理，便可以得到一個運動鏈。

1.對功能原理的構思和選擇

系統功能的方案設計實際上就是一個成功的機械系統設計項目的核心，系統功能的方案設計是否有效，將對整個機械系統以及機械的制造技術產生重要的影響，正因為這個，所以設計人員要詳細地設計機械系統的運動方案和功能原理，從而保障機械系統的有效性，因此在機械系統設計之中制定合理的功能設計方案顯得十分必要。對于功能原理的構思，主要是以使用者的要求以及機械系統設計的預期要求為主，對于符合上述兩種要求的方案進行探索和研究，并對不同的設計方案進行比較，從中選擇出一個比較好的方案。以自動輸料板的設計為例，設計人員在設計過程中，應當對以下幾點進行考慮：第一，要貫徹機械推拉原理，以便能將物料從底層推出，使物料能通過夾料板被輸送到料板上；第二，運用摩擦傳動原理，將從底部推出的物料抽走；第三，通過底層吸取的方法以實現對于料板的固定；第四，運用底部的摩擦輪將物料滾出。通過這幾點對于功能結構的設計，可以將機械系統的使用目標得以實現，再通過對其進行功能設計和對比不同的方案，便可以實現機械傳動系統概念設計自動化。

2.符號方案推理器

2.1. 符號方案推理器的構成

符號方案生成器的構成主要有涉及規則輸入、圖形載體庫、構件相似性分析和符號推理器四個部分所構成。在運行時，符號方案生成器的運行過程是：按照設計要求所規定的內容對設計規則進行確定，再通過對選擇好的圖形載體進行符合設計規則的邏輯操作。在推理器進行推理的過程中，要對每一條設計規則都要對圖形載體中的每一條邊（通常情況下可以稱為構件）進行相似性分析，從而確定推理過程中不會產生冗余的設計方案。相似性分析主要有兩個方面的內容：對有規則操作的構件進行相似性分析、對沒有規則操作的構建進行相似性分析。

2.2. 設計規則

有三種渠道可以對設計規則進行生成，這三種渠道分別為：基于系統功能的分解、對現有的問題進行分析和基于基本機構的重組。通過對運動鏈再生為機構的可能性進行分析，主要有下列9種情況：

2.2.1.通過改變機架在運動鏈中的位置，用G表示機架。

2.2.2.通過改變主動件在運動鏈的位置，用C表示主動件。

2.2.3.通過改變運動鏈之中運動副的形式，用P表示。

2.2.4.通過將二級組改變為齒輪副、凸輪副槽輪副、力作用構建的形式，用R、M、O、F表示。

2.2.5.通過改變輸出構件在運動鏈的位置，用T表示輸出構件。

2.2.6.將運動鏈上不同構件的點作為運動輸出，并用N表示。

2.2.7.用S表示運動鏈中給定構件的位置。

2.2.8.對運動鏈中作為動力特性約束的構件用D表示。

2.2.9.用L表示運動鏈中不同構件實現的相對位置和軌跡。

設計者可以通過這9個方面來實現對設計規則的定義。一般可以先將機架作為第一條設計規則，再去確定主動件的設計規則，然后才是其他設計規則，同時對于P副的規則應當將其寫在規則集的最后[1]。由于設計問題與運動鏈的再生環節都不相同，在這種情況下，設計者就可以根據自己的需求制定相關的規則和符號。設計規則的書寫格式可以如下表示

A（B）[C|D…！E|F…] （1）

該式中 A——整個步驟中再生的功能構件的類型

——構件的拓撲性

（B）——構件之間的重疊關系

[C|D…！E|F…]——構件的鄰接關系

[C|D…——是該規則中的第一部分，代表著相鄰性的要求。

！E|F…]——是第二部分，代表的是不相鄰性的要求。

2.3. 圖形載體庫

作為運動鏈再生符號推理的平臺，在缺乏圖形載體的情況下，符號推理是無法進行的。對于由運動鏈組成的機構，符號方案聲稱其中提供了十桿以下，三自由度以內的全部非同構運動鏈，對于一般多自由度復雜機構而言，完全可以滿足方案設計的需求[2]。

圖形載體的初始狀態可以通過用字符串“00000000（12）”表示。在該字符串中，“0”的數目代表了八桿機構，而“（12）”則表示了八桿非同構運動鏈中的第十二種結構。符號方案的推理的本質其實就是對類似于“00000000（12）”的字符串進行符合設計規則的操作。在字符串的操作過程中，相似性分析對于減少冗余設計方案的產生，提高符號方案生成效率起著至關重要的作用[3]。

3.結語

為了適應當今科技快速發展的潮流，在現今的機械系統的設計過程中，應當從功能設計以及系統設計等多個方面進行對機械系統的設計。文章通過以上的闡述，給出了一種基于設計規則的機械設計自動化的思路，并以此來提高機械系統的自動化的程度，這對提高機械系統的可操作性和實用性，促進我國的機械制造行業的發展有著一定的幫助。

參考文獻：

[1]王玉新，騫軍，顏宏森.構建相似分析的方法[J].天津大學學報.2010（3）

[2]李潤芳，林騰蛟，陶澤光，韓熙.現代機械設計方法及其應用[J].機械工藝報.2010（9）

機械原理設計方案范文第2篇

[關鍵詞] 機械原理 案例教學 機械創新設計能力 應用

一、引言

機械原理課程主要研究機械產品運動方案設計的基本設計理論與方法,是機械類專業課程體系中最能培養學生創新能力的一門課程。案例教學是以“案例分析”為核心的一種參與式教學模式,在經濟學和管理學等課程中應用較多、效果也較好。深圳大學鐘杏云進行的問卷調查表明,案例教學法與其他教學法相比對學生的作用最大,最受學生歡迎,也是學生最希望老師采用的方法。該方法對于激發學生的學習熱情,培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力具有重要的作用。目前,案例教學而在機械學科應用不多,探索和實踐的成果也不夠明顯。

機械原理課程的教學效果直接影響后續課程的學習和學生創新意識以及創新能力的培養。如何使學生掌握好課程內容,培養機械創新設計能力,是擺在任課教師面前的重要課題。結合工程實際和課程需要,各高校在機械原理課程教學中所舉的應用例子較多,這些例子是將工程實際中復雜的問題簡單化,使同學很容易理解課程有關章節所要說明的簡單問題。而案例則不同,它只是一些較為全面和真實的材料,供進一步討論和分析用,并非“最佳做法”,其目的是為了討論課程中具有復雜邏輯聯系的復雜決策問題。

二、案例教學在機械原理課程教學中的實施過程

1.教學案例的選擇與設計

案例是實施案例教學的前提條件之一。案例選擇要圍繞課程教學目標和專業培養方向,并考慮學生的現狀和特點。技術本科院校的學生文化素質差別較大,理論基礎相對較弱,也無生產實際經驗和工程背景,缺乏參與工程實際設計的體會。案例教學不僅要教授課程的理論知識,而且更重視培養學生的創造能力和解決實際問題的能力。選擇案例時,教師首先要研究所授班級的專業培養方案和課程的教學目標,確定案例要傳授給學生的知識點和培養學生哪些能力;其次,要選擇來源于生產實際、有一定技術含量、最好是學生可以操作或能夠接觸到并易于接受和理解的、教師能夠把握的有時代氣息的案例。第三,案例要反映課程的重要知識點、核心能力和關鍵問題,體現對學生核心能力的培養。我校在教學中選擇電動護理床作為案例。首先,護理床是真實的典型機電一體化產品,蘊涵著包括機構學理論在內的豐富的工程理論的思想。其機械結構包含課程中重要的連桿機構、齒輪機構和螺旋機構;其次,護理床是用于醫院或家庭的助老助殘產品,與人們的生活密切相關,是學生易于接受和理解的案例。我校又在該產品的研究方面有一定的技術積累和多臺不同功能護理床的樣機,同學既能觀察到其動作原理和結構組成,又能實際操作和親身體會。有利于學生分析出目前產品存在的問題。再經調研、分析和討論交流等活動,可以培養學生求異的思維方式,發揮其主動性及創新潛力;第三,護理床的設計不僅需要機械學理論,還需要電學、控制學和人體工學理論。護理床的最佳方案的確定需要考慮諸多因素以及這些因素之間的復雜邏輯聯系。設計具有最佳方案的護理床需要理論聯系實際的思考、分析和研究以及全面細致的討論,對于培養學生的綜合決策能力具有重要的意義。第四,護理床案例包含課程的核心概念“機構創新設計”、核心能力“機械的分析能力”、“機械的設計能力”和“機械的創新能力”和機構設計的基本概念“極位夾角”、“死點”、“壓力角”和“傳動角”等。該案例的實施有助于學生掌握機械設計理論,并應用這些理論解決護理床的設計問題。選擇并設計好案例教學是確保案例教學實施的重要條件,護理床案例包括:案例名稱、案例來源及背景、產品功能描敘、案例素材發放時間、案例的調研分析要求、案例的討論地點、形式、提綱和具體組織步驟、案例討論過程中可能出現的問題及對策、案例教學效果分析等。

2.案例教學的實施

首先,將護理床案例布置給學生,有針對性的講解解決問題的方法和思路。然后帶領學生到實驗室實地觀察護理床的結構和動作原理,讓學生在床上親身體驗護理床的各項功能,再分組(4人一組,學生選定1人為組長)談體會、分析其結構及動作不合理之處,提出最佳方案護理床應具有的特征。每組同學提出要完成最佳方案護理床的設計應解決哪些問題,如何解決。每組同學合理分工,檢索相關文獻,查閱有關資料,調研護理床的銷售公司和用戶,掌握護理床產品及技術研究的現狀和發展趨勢。這個過程會促使學生不斷學習,充實自己。學生在調研分析的基礎上,會綜合運用所學知識和經驗去分析和解決問題。具體包括:解決現有產品問題的技術依據、新方案的動作原理和機械結構,機構的干涉檢驗和仿真分析以及控制原理和控制方案等。最后,形成本組的最佳方案,并形成匯報、討論稿。由于每組同學需要獨立完成,全班可能有多種完全不同的合理方案。第二,按規定時間和地點,每組選定1名同學在班級介紹本組的設計方案,充分發表本組同學的獨到見解。完畢后,教師組織全班同學按確定的主題認真討論,形成以學生為中心的發言、提問和解答,讓全班學生充分展示自己的觀察、溝通、決策和表達能力。在實施過程中,由于班級每名同學對護理床均有深刻的思考和研究,針對匯報者的設計方案,其他同學發言很主動,也有一定深度,這對匯報者設計方案的進一步完善具有一定的作用。教師和班級其他同學認真傾聽。同組同學還要做好記錄,共同回答其他同學的質疑。鼓勵同學圍繞主題互相爭論。教師既是與同學平等的討論參與者,還是討論主題方向把握著,教師要及時進行點評并對討論中出現的問題予以指導。待匯報和激烈的案例討論結束后,教師要對課堂教學的全過程進行歸納、總結,并引導學生對本組在案例教學中所取得的成果經驗進行總結,對其他組的研究成果進行分析。分析總結有利于學生進一步思考問題和完善設計方案。本次案例教學的成果有:(1)同學們親身體會到機械產品新方案的形成過程,鍛煉了學生綜合運用各種理論知識和經驗以及流行軟件解決實際問題的能力,培養了學生的機械創新技能;(2)護理床連桿機構和齒輪機構的設計和應用是課程教學的重點和難點,機構的核心概念在護理床的方案設計中都得到了應用。案例教學的實施鞏固了所學知識,加深了學生對課程基本原理和概念的理解,也活化了知識,并將知識轉變為應用知識解決實際問題的能力;(3)培養了大學生的創新意識和機械創新設計能力。同學們完成了多種護理床的機械結構方案,并申請了四項國家專利;(4)案例教學以學生為主體,培養了學生自我學習能力,使學生由被動接受知識變為接受知識與運用知識解決實際問題并舉,使案例教學實現了既“授之以魚”,又“授之以漁”的教學目的;(5)案例教學教師是主導,但需要對學生提出的各種方案和討論中的問題進行點評,這要求教師對案例有深入的研究,掌握案例相關知識和經驗。為此,任課教師需要充分做好準備工作,有利于教師自身素質的提高。

為保證案例教學效果,在課堂討論案例結束后,教師組織學生對各組完成的方案進行進一步完善。并安排學生寫心得體會,對案例教學效果和案例本身的問題進行分析,指出教師工作和案例實施中的問題或不足,并對今后的案例教學提出意見或建議。

三、實施案例教學應注意的幾個問題

1.案例教學法要與其他教學法密切結合

盡管案例教學法有明顯的優點,但在實踐中也發現它存在的一些缺陷,如單位時間傳授知識效率不高;知識傳授的系統性及完整性不易實現等。為此,在采用案例教學法的同時,還要結合其他理論授課方法,使案例教學與傳統教學中的一些有益做法互為補充。傳統的教師授課方式有利于知識傳授的系統性、嚴謹性,有利于學生打下深厚的理論功底,培養抽象思維能力。案例教學重視實際問題的分析和解決,既可在教學內容和教學方法上彌補傳統教學的不足,又可推動傳統教學方法本身的不斷改進。案例教學也需要學生有一定的理論基礎,并掌握有關的基本概念和基本原理,否則,案例教學難以開展。因此,案例教學法一定要與其他理論教授方式密切結合。

2.教學案例要準確反映課程對學生核心能力的培養

案例教學要圍繞課程的核心概念和核心能力開展。由于學生缺乏工程背景和專業知識,若案例涉及過于專業化的知識,學生將難以調研、分析和提出問題的解決方案;若案例太簡單對學生來說缺少吸引力、沒有新奇感,同樣達不到案例預期教學目標。實施案例教學要因材施教,兼顧案例的實踐性和理論性這兩個方面,這樣才能有效地提高案例教學質量。學生只有真正的理解和掌握課程的核心概念,才能夠把理論與實際有機的結合起來,使實際問題迎刃而解。成功的教學案例一定要實現教學目標。

3.案例教學要注重課堂和課外相結合

案例教學的主體是學生,教師只起引導作用。對于同樣知識點的課程內容,采用案例教學法所用時間較傳統教學法多得多,所以,課程的案例教學不易多。機械原理課程我們選擇兩個案例實施案例教學,一個為護理床,另一個結合專業選擇,對于機械設計制造及其自動化專業(數控技術方向)選擇了四軸加工中心的機械結構系統。對于布置給學生的案例及要求,學生需要將自己置于產品設計師的位置,從產品的使用要求出發,在課外查閱資料、參觀考察和小組討論,分析案例產品存在的問題、產生原因和解決方法以及改進產品的設計內容和過程等,并在對比分析的基礎上形成本組新的設計方案。由于這些內容需本組同學在課外通力合作、發揮集體智慧完成,所以案例的課外研究工作十分重要。課堂討論由教師主持,按組發言、全班交流討論,這是全班同學設計經驗的共享過程,也使學生真正體會到他們才是案例教學的主體。課堂與課外相結合,才能完成案例教學目標,同時完成護理床的“最佳方案”。

4.案例教學需要師生雙方的共同努力

案例教學要求學生和教師共同參與教學。教學是否成功既取決于教師,又取決于學生。選擇和提煉案例需要教師熟悉案例內容并進行深入研究,準備好課堂討論案例可能涉及到的有關知識。這樣,既有利于案例的布置,又有利于解答課堂討論學生提出的各種疑難問題。因此,教師需要通過科學研究、走進企業和進修學習,不斷充實和更新自己的知識,拓寬知識面,提高自身綜合素質。案例教學法強調學生主動學習、獨立思考和工作,自主形成解決問題的最佳方案。在課堂討論過程中,學生應積極思考、認真準備、踴躍發言,積極參與課堂案例討論,配合教師完成案例教學任務。

5.案例教學要重視對學生機械創新能力的培養

案例教學縮短了教學場景與實際生活情景的差距,把抽象的原理、概念等具體化,促進從理論到實踐的轉移,有利于提高學生學習興趣和能力,激發其探究意識。實踐證明:案例教學對學生分析、解決問題和創新能力的培養,對知識的接受程度和保留的持久性等方面富有成效。我校機械原理課程的案例教學是“以培養學生機械裝置原理方案設計能力為主線,以機構基本概念和原理的應用為重點,以培養學生創新能力為核心”組織教學的,通過案例教學與傳統教學法的結合,使學生掌握了課程的基本概念和核心能力,提高了機械創新設計能力。

參考文獻:

[1]張麗梅.案例教學法的研究與教學實踐[J].黑龍江教育,2006,(3):51-52.

[2]鐘杏云.充分利用案例教學法以提高學生的吸引力[J].技術經濟與管理研究,2005,(1):122-123.

機械原理設計方案范文第3篇

關鍵詞：機械設計；現代設計；技術

引言

機械設計是根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、方法等進行構思、分析和計算并將這轉化為具體的描述以人為制造依據的工作過程。機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能最主要的因素。設計工作的質量水平，直接關系到機械產品的質量性能、研制周期和技術經濟效益

1.現代機械設計與傳統設計特點比較

1.1傳統機械設計思維比較被動，現代機械設計具有較強的主動性

傳統設計依靠靈感和經驗，思維往往比較被動。而隨著現代技術的迅速發展和市場競爭的日益激烈，人們必須不斷的提出新的、大膽的開發目標和設想，并運用現有的最新科學技術創造出全新的產品。傳統依靠經驗的設計已經不能適應這一需求?，F代設計在進行研究創造設計思維本身的規律時，運用靈感、方案、優化設計產生的內在邏輯，并由此產生了創造學、價值工程、設計方法學等理論。

1.2傳統設計注重機械本身預定功能的實現

現代機械設計要求把對象置身于大系統中，并對系統作出設計，將預定的功能在人―機―環境之間進行合理分配。充分考慮到人的生理和心理因素，力求在人際之間做出最佳設計。此外，現代設計還考慮到機械從原料圖區、加工裝配、投入使用至報廢回收等全部生命周期中各個階段與環境的關系，以減少對自然環境的傷害并保證生態平衡。

1.3現代機械設計強化了傳統機械設計對強度準則的要求

有限單元法和斷裂力學等領域的研究成果在現代機械設計中的應用，強化了設計者強度設計的能力，現代設計的準則也因此拓寬到產品設計的更多領域?，F代消費者對產品的需求從實用需求上升到物質與精神享受并重的層次，對現代機械設計提出了藝術和美學方面的要求。

1.4傳統設計歷時長、耗費大，現代機械設計周期短，耗費低

傳統機械設計一般先根據目標和任務做出第一個方案并造出樣機，然后對樣機評定、考核，進行修改，形成第二套方案，如此反復，到滿意為止，設計過程周期長、耗費高?，F代設計根據各種給定的條件，運用優化設計的原理和方法，借助計算機求取最佳設計參數和設計方案。在現代設計中，優化意識還延伸到產品的總體方案論證，產品結構和工藝設計各個方面，并產生了遺傳算法、模糊算法等許多新的理論方法。

1.5傳統設計受思維進度的約束，現代機械設計利用計算機改變了這一缺陷

在傳統的設計中，從概念設計、技術設計到編制工藝、計算工時成本，有許多部門用串行工作方法參與，需要一個漫長的過程，而現代的并行設計技術，使人們在作出一個方案的設計時，通過計算機網絡同時獲得后續過程相關信息，使設計者有可能及時修改方案，尋求一個全面、綜合的優化方案。

2. 機械設計中現代設計技術的應用

2.1 MSD（機械優勢設計）

機械優勢設計（Mechanical Superiority Design，簡稱MSD）的關注焦點在于市場的需求，而不是以單純的創新和個人的興趣作為設計的出發點。以市場為導向的核心設計理念然讓MSD（機械優勢設計）具備了更好地適應市場經濟環境的能力，主要表現為它能夠通過分析和預測機械產品的技術方向，找準自己的市場定位，明確設計的技術方向，協調技術和市場之間的關系；同時，也能夠更快的吸收相關的先進的設計技術，并將其應用到機械設計方案當中去。總體來看，MSD（機械優勢設計）所采取的一切措施和策略均是為了增強機械設計產品的市場競爭能力。

2.2 MCD（機械創新設計）

機械創新設計（Mechanical Creative Design，簡稱MCD）的關注焦點在于充分發動設計人員的智慧和創新思維能力，進而設計出來新型的機械功能、機械結構或者機械產品。MCD（機械創新設計）非常強調設計人員在機械設計過程中的靈魂作用和主導作用。因此，在機械設計的過程中，設計人員要充分動用各種創新思維模式（例如，發散思維模式、頭腦風暴等）。但是在機械設計中設計人員很難向藝術家構思藝術作品那樣做到“天馬行空”，因為機械結構選型的多解性和復雜性將創造性思維限制在一定的范圍內。但是智能專家系統和各種計算機輔助設計系統在機械設計中的應用，讓設計人員能夠有更多的精力去運用創造性思維，把繁瑣的計算和設計求解交給智能專家系統去完成。

2.3 MFD（機械模糊設計）

機械模糊設計（Mechanical Fuzzy Design，簡稱MFD）的關注焦點在于模糊數學知識在機械設計過程中的充分、靈活、深入地運用。復雜化是當前機械設計的重要趨勢之一，復雜化的機械設計必然導致設計中各種變量關系的復雜化。但是過于復雜的機械設計方案，想要對其進行精確的描述則具有極大的困難或者需要花費極大的精力。但是如果將機械設計方案的精確描述改為“承載能力較強”或者“使用壽命較長”等類似的模糊描述，實質上出現了設計中的“模糊現象”。

2.4 MGD（機械綠色設計）

機械綠色設計（Mechanical Green Design，簡稱MGD）的關注焦點在于提高產品的“綠色程度”，即在滿足環境目標要求的同時，保證產品應有的功能、使用壽命和質量等[3]。綠色設計通常也稱為生態設計、環境設計、環境意識設計等。在傳統產品設計過程中，設計人員主要按照產品性能、質量和成本要求等指標進行設計，設計過程中對產品的維護性、拆卸性、回收性、淘汰廢棄產品的處理及對生態環境的影響等考慮較少[4]。這樣制造出來的產品，在其使用壽命結束后，由于缺乏必要的拆卸和回收性能，回收利用率低，其中的有害物質對生態環境造成了嚴重污染，影響生活質量和生態環境，造成資源的大量浪費。

3.結束語

在機械工程中，機械設計時非常關鍵和重要的部分，它直接決定了機械的真實性能水平；在進行機械設計的過程中，設計人員利用現代設計技術提供的新技術和新方法可以提升機械設計水平，增強研發能力。

參考文獻：

[1]張?；I. 基于IT技術的現代機械設計方法[J].機械設計與制造，2005，（05）：147-148.

機械原理設計方案范文第4篇

關鍵詞：石化行業企業；大型空分設備；生產技術創新；儀表自動化；制造規模

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.028

0 引言

大型空分設備是石化行業、石化企業在生產制造過程中使用的重要儀器設備，其運作機械原理是實現對空氣的降溫冷卻，同時以增壓方式讓空氣的體積變小、轉化為液態，根據空氣中各組成氣體之間的沸點差異，讓液化物與氣體充分接觸并發生反應，在熱質交換原理的作用下，實現高純度氣體的分離。我國很多知名石化企業通過學習借鑒國外先進儀器設備的生產經驗和生產方案，并在技術研發、科技創新活動的帶領幫助下，已經具備設計、生產制造先進大型空分設備的技術能力，能夠與其他國際先進設備生產制造廠商進行競爭，全面提高了我國石化機械設備設計、制造生產工藝水平。

1 現階段國內大型空分設備的設計、制造生產技術概況

最近的數據調查分析顯示，國內生產制造大型空分設備的化工企業，在機械設計、制造生產工藝研發等領域中表現優異，其中部分企業的機械設計水平、設備生產制造工藝已經具備國際領先水平。其具體情況總結分析如下。

（1）大型空分設備的生產制造規模擴大化。石油開發采取煉制、成品及副產品銷售、油氣運輸儲藏、化工制品生產等行業的集團化發展趨勢，對化工生產機械設備的功能性質、使用性質提出了更高的標準要求，化工機械設備需要滿足生產制造規模逐漸發展壯大的經營需求。因此體現在大型空分設備管理方面，表現為大型空分設備一方面應當具備更高的生產能力，另一方面還應當提高其配套生產能力。隨著化工行業的崛起建設，國際、國內市場上需要更多數量的大型空分設備投入到化工生產過程中。從現實情況分析，我國化工企業亟需在現有基礎上，提高大型空分設備的機械設計水平和生產制造工藝，增強企業產品的科技含量，提高企業的綜合競爭力，與國際大型化工設備制造廠商企業進行健康、良好的競爭，在國際機械設備制造領域爭奪領先地位。我國部分制造企業不斷學習國際先進機械技術，加強對機械設備的研發，將新型生產制造技術應用在大型空分設備的設計方案當中，創新技術應用，取得明顯實效。

（2）大型空分設備的機械設計方案優化、豐富制造工藝的種類。在對我國化工設備生產企業情況進行統計的基礎上，筆者發現化工設備生產企業已經突破了傳統的設備制造管理流程，在新型空分設備生產過程中，更加注意客戶對大型空分設備的性能要求、功能要求，根據客戶意見制定大型空分設備的設計方案、生產制造方法，因此出現了生產制造工藝的多樣化、種類豐富。部分大型空分設備生產企業一方面借鑒使用國際上最先進的數據計算系統和計算軟件，通過數據系統的構建、數據軟件的計算幫助，不斷提高大型空分設備的機械設計水平。

（3）優化大型空分設備中的轉動功能設備設計方案。轉動功能設備為大型空分設備提供氣體來源，其優化設計方案將顯著提高大型空分設備的運作效能與安全穩定性能，降低大型空分設備的使用能耗數值。

2 大型空分設備的設計、制造生產技術要點與改革

從我國近些年的化工機械生產制造過程和經驗成果總結上看，大型空分設備的生產制造工藝歷經生產變革與技術創新，已經日趨成熟完善并能夠與國際一流機械制造工藝水平相當。為了在此基礎上，繼續提高大型空分設備的機械設計水準，實現大型空分設備生產的集中化、規模擴大化，還應當繼續加強科技創新能力。

（1）液體膨脹機取代傳統的高壓節流閥。液體膨脹機能夠達到節能的目的，當液體在膨脹的過程中其焓值會降低，這樣就更容易下塔的精餾，能夠提高空分設備氧氣的提取率。

（2）單套空分設備向大規模方向發展。我國現在用的空分設備主要是5-6萬級，解決8萬級空分設備存在的一些技術上的難題是現階段的難題。我國的最終目的是實現生產10萬等級空分設備，需要不斷摸索著總結技術難點并且積極尋找解決方案。

（3）提高關鍵部機的效率。這里的關鍵部機主要是指冷凝蒸發器與篩板下塔，我國目前的篩板下塔阻力在16-20KPa，要是可以采用規整填料塔，那么阻力就會減少到到4-5KPa。阻力減少帶來的直接經濟效益就是我國每年至少可以節約30-40萬元的電費，要想更加節約資金，就需要把規整填料進一步精餾以減少填料下塔的高度，基于此，我國目前正在積極地研究新的精餾方案。

3 化工儀表自動化設備的要點與改革

（1）控制系統優化。目前我國化工企業大部分設備裝置還是采用傳統的常規控制系統，其中大部分還是采用PID控制系統，基于此，導致自動化設備的潛力并沒有全面的被發揮出來，所以開發及優化控制系統是自動化設備的發展必然趨勢。

（2）過程控制。分散控制系統、編程控制器、自動化系統隨著計算機技術與網絡技術的不斷成熟，本著開放化、標準化的原則，采取國內外市場通用硬軟件的方法，將向著開放的分布式監控控制系統發展。

綜上所述，在對我國現階段化工行業大型空分設備生產制造能力水平的統計分析之下，我國化工設備制造企業需要注意生產規模上的擴大化趨勢、機械設計的方案優化、豐富制造工藝的種類等現實發展要求，不斷根據經濟市場發展需求和客戶應用需求，調整優化大型空分設備的機械設計方案，增加大型空分設備的科學技術含量。

參考文獻：

[1]方瑩，朱曉涵，劉益才.壓縮空氣氣水分離裝置的發展現狀及展望[J].真空與低溫，2015（02）.

[2]蔣旭.空分設備換熱系統的設計及溫差選取[J].深冷技術，2014（06）.

[3]黃科，王艷君，陳彩霞.富氧燃燒用空分流程優化淺析[J].深冷技術，2015（04）.

機械原理設計方案范文第5篇

創新是一個民族的靈魂，是企業的核心文化，現代機械設計離不開創新思維的輔助。本文將論述創新思維的內涵，分析在現代機械設計制造中融入創新思維的重要性，并淺談如何將創新思維融入到現代機械制造中。

關鍵詞：

現代機械制造；創新思維；融入

創新思維特指人們在實踐中有所發現、有所發明的思維活動，具有多向性、跨越性和獨特性等明顯的特征。現代機械制造對科技的發展具有重要作用，在現代機械制造過程中成功融入創新思維，方能全面提高機械工程質量。本文將簡單論述創新思維的內涵，淺析在現代機械設計制造中融入創新思維的重要意義，并從在現代機械制造中體會創新思維的過程，運用發散思維、善用逆向思維等三個方面來探討將創新思維融入到現代機械制造中的策略。

1創新思維的內涵

創新思維是一種綜合能力的體現。這種思維模式不能憑空產生。一方面，創新思維需要以實踐為基礎，不以實踐為基礎，思維就會成為幻想。另一方面，創新思維離不開對前人、對他人已有成果的繼承，并在繼承的基礎上進行綜合集成，才能更好的實現創新。就思維方式而言，創新思維包括直覺、靈感和想象等因素；既要運用常規的思維方法，又要靈活使用一些非常規的思維方法逆向思維。創新思維具有多向性、跨越性和獨特性等明顯的特征。創新思維的多向性是指從思維方向去分析，創新思維常常從不同的角度去思考問題。當問題出現之后，會從多種角度、各方面、多層次以及不同條件去構思多種設想，探視多個答案。當某一思路受阻時，能夠很快轉向另一個方向。與單方向性的思維相比，多向性（多向發散和多路聚合）是創新思維的明顯特征之一。創新思維的步驟具有跨越性，創新思維并不排斥一步一步的邏輯推導與分析，但它往往表現為對推理步驟的省略和跨越，也正是這種省略和跨越模式使得創新思維在活動過程中的某些思維活動難以詳細描述，以至于在其中起作用的直覺、靈感等思維活動比較微妙。創新思維的結果具有獨特性，人們在實踐中遇到問題時往往沒有現成的答案，許多問題不是用常規的方法就能解決。這就要求人們用獨特而巧妙的方法來解決問題。創新思維的“新”主要體現在兩個方面，第一是方法新，不是用某一種常規的方法解決問題；第二是結果新，生產和科學中的新發明、新發現，理論上的新見解、新論證常常是獨特的。

2在現代機械設計制造中融入創新思維的重要意義

2011年3月，國家出版了《現代機械設計手冊》，提出要在現代機械設計制造中融入創新思維，全面提高現代機械的現代化水平，兼顧機械的實用性，追求機械的經濟性、通用性和準確性。在現代機械設計制造中融入創新思維，符合機械工程的發展需要，為了提高機械化水平，需要不斷創新設計方案，全面推動現代機械走向自動化、現代化和智能化。當代科技競爭非常激烈，在現代機械設計制造中融入創新思維，創新設計方案，改善技術質量，優化機械設備系統，可以提高現代機械的競爭力。而且，在現代機械設計制造中融入創新思維，可以創造出更多的新型機械。任何新產品幾乎都是在創新思維的輔助下制造的，現代油漆就是在創新思維的啟發下發明的，當人們發現傳統油漆雖然光潔美觀但是容易老化時，清除過程會很麻煩，某工程師在傳統油漆里添加了一種化學藥品，這種添加劑的化學性質非常穩定，能夠保證油漆刷到墻上不發生任何變化，當清除舊漆時，只需要涂上專門的化學藥品就可以全部清除舊漆，現代機械設計制造也一樣，需要發現問題，設計解決問題的新方案，然后制造新型機械設備。

3將創新思維融入到現代機械制造中的策略

3.1在現代機械設計制造中體會創新思維的過程創新思維是一個復雜的過程，包括準備、醞釀、明朗和檢驗四個階段。在創新思維的準備階段，工程師可以通過缺點列舉法來發現機械設計制造中的問題，然后分析問題，形成有創新價值的課題。進入創新思維的醞釀階段之后，工程師就要進行鉆研與探究，分析問題的根由，設計多種初步方案，進行多方面的實驗，以尋求解決問題的途徑。明朗階段是創新思維的突變階段，經過前兩個階段的準備和醞釀，問題基本上得以解決，也就是機械設計制造的最優方案已完成。最后進入檢驗階段，即通過實踐來檢驗機械設計制造方案是否符合客觀實際。創新思維的根本目的是解決實踐過程中產生的問題，推動認識和實踐的發展。

3.2在現代機械設計制造中運用發散思維發散思維又稱為輻射思維，它根據已知的事物信息，從不同角度與不同方向思考、尋求解決問題的多樣答案，是一種展開性的思維方式。工程師在現代機械制造中運用發散思維時都會具有變通思想，敢于打破傳統的機械制造設計，排除既有經驗的負面影響，從不同角度、不同側面甚至不合常規的角度去思考設計方案。而且，發散思維不局限于某一思路，當某一思路行不通時，它會迅速轉向其他思路，具有靈活多變性，在發散思維的帶動下，工程師可以靈活變通，制作更為完善的機械制造設計方案。

3.3在現代機械設計制造中善用逆向思維逆向思維就是反向探索，也被稱作反向法，在現代機械制造中運用逆向思維，工程師要從機械原理和功能結構的反面去思考、探索，打破單方面性質的限制，制作機械制造設計方案，全面提高現代機械的技術質量。結束語綜上所述，創新思維是一種綜合能力的表現，特指人們在實踐中有所發現、有所發明的思維活動，具有多向性、跨越性和獨特性等明顯的特征。在現代機械設計制造中融入創新思維，可以創造新型機械，提高機械化水平與競爭力。將創新思維成功融入到現代機械制造中，需要在現代機械制造中體會創新思維的過程，運用發散思維，善用逆向思維，這樣方能制作出最優的機械制造設計方案，全面提高現代機械化水平。

參考文獻

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