机械设计方案精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的机械设计方案主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：机械设计方案范文

［关键词］机械产品 方案设计方法 发展趋势

根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。

一、系统化设计方法

系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。

1.设计元素法。用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。

2.图形建模法。研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。

3.“构思”―“设计”法。将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。

4.矩阵设计法。在方案设计过程中采用“要求―功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求―功能”逻辑树建立“要求―功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。

5.键合图法。借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。

二、结构模块化设计方法

从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层，(1)产品(2)功能组成(3)主要功能组件(4)功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数，因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。

三、基于产品特征知识的设计方法

基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。

四、智能化设计方法

智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。在利用数学系统理论的同时，考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学VDI2221，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件MUSE。

我国利用虚拟现实技术进行设计还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术，重点研究了按时序合成的机构组合方案设计专家系统，并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OpenGL技术，在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察，如运动中机构间的衔接状况是否产生冲突等。

五、各类设计方法评述及发展趋势

综上所述，系统化设计方法将设计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可询，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。

结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品，由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易，因此，采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。因此，若将结构模块化设计方法用于一般意义的产品方案设计，结构模块的划分和选用都比较困难，而且要求设计人员具有相当丰富的设计经验和广博的多学科领域知识。

机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行，也难以用数学模型进行完整的描述，而需根据产品特征进行形式化的描述，借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此，欲实现计算机辅助产品的方案设计，必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题，由此形成基于产品特征知识的设计方法。

目前，智能化设计方法主要是利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计，直观性较好，开发初期用户可以在一定程度上直接参与到设计中，但系统性较差，且零部件的结构、形状、尺寸、位置的合理确定，要求软件具有较高的智能化程度，或者有丰富经验的设计者参与。

在机械产品方案设计中，视能够实现特定功能的通用零件、部件或常用机构为结构模块，并将其应用到系统化设计有关层次的具体设计中，即将结构模块化方法融于系统化设计方法中，不仅可以保证设计的规范化，而且可以简化设计过程，提高设计效率和质量，降低设计成本。网络技术的蓬勃发展，异地协同设计与制造，以及从用户对产品的功能需求设计加工装配成品这一并行工程的实现成为可能。但是，达到这些目标的重要前提条件之一，就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此，不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中，虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案设计中初露锋芒。

机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进，由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚，目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。作者认为，综合运用文中四种类型设计方法是达到这一目标有效途径。虽然这些方法的综合运用涉及的领域较多，不仅与机械设计的领域知识有关，而且还涉及到系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识，但仍然是产品方案设计必须努力的方向。国外在这方面的研究已初见成效，我国设计学者也已意识到CAD技术与国际交流合作的重要性，及其应当采取的措施。

参考文献:

[1]机械设计手册编委会:机械设计手册.机械工业出版社,2004

[2]盛伯浩陈宗舜:机械产品设计与CAD技术,2005

第2篇：机械设计方案范文

关键词：高职教育 机械制图课程 实验室建设

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—158—03

1 引言

实验实训室是民办高职院校培养技术应用型人才重要的校内场所，而《机械制图CAD技术》课程设计和实验教学，面向我院l5个专业、2000多名学生授课，是机电、汽车、交通类学生必修的技术基础课，其专业覆盖面约占工科专业的80%，具有较强的理论性、实践性、综合性和创新性，在培养和增强学生对机械技术工作的适应能力方面具有举足轻重的作用。制图是大一新生最先接触到的专业课，好奇激发了学习兴趣，但抽象、难学历来是高职学生对本课程的主要评价。

2 实验教学预计达到的目标

目前我院已有的制图模型室承担了该课程的实验教学任务，但是作为以汽车和交通类专业为主的民办高职院校，教学目标不但是本课程知识的掌握，更重要的是动手实践和创新设计能力的培养。培养应用型人才就是要提高学生的动手能力，在原有模型观察实验的基础上，构建多层次实验教学体系，引导学生进行有目的、有步骤的实践学习，提高学生应用能力。

（1）培养学生的工程实践与动手操作能力。在理论课程中使用实物、模型，甚至录相，对形体进行拆解分析增加学生的直观认识。在机械制图实验室教学让学生自己动手操作和绘制图形，能够充分调动学生的学习积极性和学习兴趣，并加深理对论课程的理解和应用。

（2）培养学生的创新思维和综合设计能力。在理论教学中要提出各种设计问题，引导并培养学生解决问题的能力和创新意识。比如，教材中零件图是教学的核心内容，由于其实践性强和设计灵活的特点，曾经是理论教学和课程设计的难点。现在开设“零件测绘实验”，通过三维建模可帮助学生理解零件的结构、组成和技术要求，使理论上抽象、模糊的东西变得具体而清晰，易学易懂。

（3）培养学生进行实验的基本技能。通过测绘实验，学生可以掌握使用不同测量工具的方法，对各种机械零件测量、采集数据和处理的过程。开设械制图实验课，使课堂和实验室有机地结合、使理论和实践有机结合，既培养学生的综合素质，又促进教师的科研教改活动，也成为大学生“制图技能竞赛”的实验场所。

3 建设思路

3.1 实验课程建设

机械制图CAD技术已经建设成为校级精品课，目前要加大实验课程建设，将其建成市级或省级重点精品课程。因此，根据机械制图实验教学要求，编写“基于工作过程”的实践性机械制图教材。在教材中将实验项目与理论知识相结合，使理论与实践一体化；将理论课堂搬到实验室进行，使教室与实验室一体化；将理论讲授、示范演示、实践操作放在一起完成教学过程，使“教、学、做”一体化。

3.1.1 三层次体系实验教学方法的实施

（1）基础实验教学——网络虚拟实验室展示模型与分解示范。

平面图绘制实验是最基本的基础实验教学，教师先展示实验任务图纸，再提出实验要求，讲解运用到的相关知识，最后示范实验过程。然后要求学生自己动手绘制平面图，在实践中掌握绘图的GB要求、绘制技巧和仪器的使用方法。通过分组讨论互动的方式，提出设计方案并对其进行优劣的比较，充分调动学生的积极性，使学生更好地理解投影原理。

（2）综合实验教学——任务驱动工作过程引导实践与分节检查。

教师展示并分发需要学生测绘的不同汽车零件作为实验任务，再提出应用的基本知识点，要求学生按照实验指导书自行完成，收集实验相关知识资料、拟定实验方案步骤、测量汽车零件数据、绘制零件投影图形最后撰写实验报告，强调学生实验过程的“全自主性”；教师可按完成时间或设计环节进行设置检查节点，及时发现问题并引导学生提出解决方案，进行修正。

（3）创新实验教学——科研课题驱动任务指导合作与设计创新。

科研创新实验是与本校科研优势相结合，与其它发动机、地盘、汽车电气等实验室合作，让学生参与专业相关的科研课题，给予必要的指导，让学生利用模型、积木、三维软件、虚拟实验室等进行创新设计，并根据所设计的模型绘制出图样，加工出零件并进行应用型实验。独立思考或通过团队小组共同讨论解决遇到的难题和应用缺陷，这种基于任务的研究性实践学习，极大地提高了学生实践能力、创新能力和综合素质，培养了学生发现问题、分析问题与解决问题的能力。

3.1.2 应用基于工作过程的实验教学内容（见表1）

（1）提高制图实验课的比重。开设独立实验的方式，如“模型绘制”、“模型制作”、“部件测绘”、“CAD训练”、“三维建模”等单独开课，相比原来附属于制图理论课的模型和绘图实验教学学生更加重视，提高了实验教学效果。

（2）制图实验教学的内容应加强与生产实践、科学研究的密切联系。与奇瑞、比亚迪、东风等汽车生产企业合作，认识学习生产图纸、设计样图等；成立兴趣科研小组将科学研究引入到实验教学中，将其转化为图纸、模型甚至是样品，替代传统的实验教学内容。

（3）增加汽车零件测绘、发动机装配图拆分等综合性实验内容，设置汽车变速箱设计等研究探索性实验项目，培养学生的创新能力。

（4）组织各类技能培训，增强学生的工程技能。对于社会上需求旺盛，有利于拓宽学生就业渠道和学生综合能力的技能，如制图大赛、CAD等级证等，开展培训与考核。

（5）参与和开展大学生科技竞赛活动，提高学生的综合能力。如机械制图大赛、模型制作大赛、三维设计大赛等，积极鼓励学生开展个性化实验与制作。

3.2 实验设备建设

力求用有限的经费，创出最大的特色。在机械制图理论教学中首先应将抽象的图形形象化，让学生从空间想象转化为感性认知。这就要求机械制图理论课走出教室，在兼具模型室功能的实验室中进行，在经费有限的情况下，不求规模、档次，但求齐全。首先应尽量配置或收集齐全常用机构和通用零件的模型或实物，甚至是模型积木或橡皮泥等模型制作材料，让学生有机会见多识广、动手实践。其次，应根据课程大纲对实验教学的要求，配置足够数量的常规仪器、工具、设备。例如：制图实验台，出图仪器等。

（1）设备共享（见表2）。

机械制图实验室可实现跨系、跨专业设备共享，如交通工程系的《道路制图》、《建筑制图》，机电系、信息系的《电子制图》等。制图实验室可使用已有的模型陈列室，并且陈列模型可与其他机械课程（如：《机械基础》、《机械设计基础》、《机械原理》、《工程力学》、《公差与配合》等）共享使用，甚至于机械制图实验可共享汽车专业的减速器等设备。CAD制图设备可使用计算机中心电脑及制图软件。

（2）设备布局。

机械制图CAD技术理论课老师带模型虽然为了让学生直观的认识，但校区的扩大，实验教学设备的借还制度，后排学生的远距离，都使其不再现实，因此我们针对民办高职院校资金不足等方面，机械制图实验室的建设布局提出以下构想：

利用原有制图模型陈列室进行改建，构建教学和实验一体的多媒体实验教学课堂。将实验室前添置投影仪，中间摆放工程制图桌，每桌旁边放CAD制图用电脑，将教学模型及零件展示柜环形分布于教室三面靠墙，使学生在学习理论的同时，可以随时观察各种机构模型和常用零件实物，达到“身临其境”的效果。

为了与工作实践接轨，通过学生的好奇心理激发学生的学习兴趣，可以借助Web 精品课件以AUTOCAD、SOLIDWORKS、FLASH等软件为平台，通过校园网络为渠道，搭建出机械制图虚拟实验室，学生在系统中找到所需要的模块进行自主学习，并针对教学任务设置网络实验项目，展开学生实践操作，网络提交检验，真正做到“教、学、做”一体化。

4 实验室管理

采用开放式实验室管理制度。例如，对于科技兴趣活动或技能大赛等兴趣小组，学生希望能通过预约方式随时进入实验室现场。以校内教师和校外工程技术人员为实训指导将测绘改变为开放式的实践训练，即让学生自己利用模型、积木、三维软件、虚拟实验室等进行创新设计并绘制出图样，开放性的与车、钳工实训车间联合作业，由学生完成部分零件的生产，从中学习加工技术要求和尺寸标注，熟悉机件加工过程中所涉及到的制图知识，增强学生成就感。利用网络技术建立的开放型虚拟实验室，做到实验时间开放、内容开放和设备开放。

参考文献：

[1] 高巍.基于三维CAD平台的机械制图课程改革探索[J].职业教学研究，2009（11）：146—147.

[2] 丛文静，朱玺宝.工程制图虚拟实验室的建设及应用[J].实验技术与管理，2011（11）.

[3] 王洪欣，李爱军.机械基础系列实验教学体系的构建[J].实验科学与技术，2010（1）：141—143.

第3篇：机械设计方案范文

【关键词】螺旋卸煤机；大臂；设计改造

螺旋卸煤机是新疆八一钢铁集团炼铁分公司焦化分厂储煤作业区原煤卸车任务的重要设备，焦化分厂生产的第一道工序，是衡量焦化分厂吞吐能力的关键设备，是保证铁路运输安全、正点、准时的重要生产环节。

1.卸煤机旋臂存在的问题

炼铁分公司 焦化分厂储煤作业区使用的1#螺旋卸煤机是1986年投入运营时，由于年限卸煤量跟不上，以前螺旋卸煤机作业时间短，1#螺旋卸煤机大臂故障不太明显，可以跟上卸煤要求，随着炼铁分公司，焦化分厂焦炉的扩建，进煤量的增加，车帮加焊槽钢而加高，致使原螺旋卸煤机大臂臂长不足，经过测量，螺旋卸煤机下挡轮轴在与车帮顶不接触时，彻底余煤高度有400mm。

2.卸煤机旋臂的改造

鉴于螺旋卸煤机大臂存在的上述问题，对旋臂进行改造，加大旋转机构主从动链轮中心距如图：

初定在原始链轮中心距863.6mm基础上增加395mm即链轮中心距增至863.6+395=1258.6mm

主从动链轮分度圆直径均为324.8mm，则：

链长L′=2（1258 + 324.8π/2）=3563.39mm，根据此数据推算链节数n为：

n =3583.39÷50.8=69.6 取整70节

根据70节链节推算链轮实际中心距a ：

实际链长L=70×50.8 = 3556 mm

3556 = 2（a + 324.8π/2） 则 a = 1267.8mm

则链轮中心距实际变化量为：

= a - 863= 1267.8 - 863 = 404.8 mm

链轮中心距的计算要符合要求。

为了减轻加长后螺旋卸煤机自重比较重的问题，对旋转减速器自重和升降机构的扭矩，在不影响卸煤机卸煤和结构情况下，现将原立式减速器（A400-1-14.6）立式减速机自重（230公斤），更换为摆线针轮减速器（BW33-11）摆线针轮减速器自重（160公斤）。

3.螺旋旋臂改造方案

改变结构.加长旋臂，螺旋臂加长是螺旋能够提高产量 ，这是对螺旋卸煤机大臂 设计改造的关键，经过现场测量和计算，我们从以下方面进行了设计和改造。

大臂的设计改造：

螺旋卸煤机大臂和车皮的深度不相符卸煤，螺旋卸煤机大臂太短

1螺旋卸煤机大臂加长：

通过对螺旋卸煤机的现场测量计算，螺旋卸煤机大臂加长长度=404.8 mm

2螺旋卸煤机大臂加长方案

1）针对现场是高空作业的具体情况，经过反复修改先挂重锤，每个大臂需要吊四个重锤，找出左右两边大臂正面及侧面的中心线，找出三条平行线并在旋臂上做好记号；

2）确定螺旋卸煤机被加长部位的下刀位置，即在确定好下刀位置后用氧气割刀将大臂割断；下刀要准确。

3）螺旋卸煤机大臂加长板（长度=404.8 mm）提前备好，准备对接，必须对准中心线，必须符合加长尺寸要求，焊接加长板，然后加装附板（长度=500mm），附板需要焊接，螺栓连接，附板左右各两块，按焊接要求焊接。

第4篇：机械设计方案范文

关键词：机械设计 架构方案 零部件

如今机械产品已经被广泛应用于各种行业当中，由于行业的不同，其架构方案和架构要求也是存在一定差异的，当然，还是具有相当一部分的相同之处。本文就机械设计中架构方案和架构要求进行了简单的分析。

一、机械设计架构的基本概念及主要特点

1.机械设计架构的基本概念

机械设计的架构是基于整体的设计，再结合规定的原理及方案，制出相应结构图的具体过程。在结构图中应体现该机械的所有具体要求及功能，并将抽象的工作原理量化为具体的零件。机械设计架构的具体内容是在对零部件的外观、材质、尺寸、耐热性、公差、表面处理等参数进行确定的同时，也不能忽略该零件的工艺参数，例如强度、硬度、及各种零件之间的影响等。

2.机械设计架构阶段的主要特点

机械设计架构的主要特点包括以下内容：设计架构是将思考、绘图、计算等环节相结合而形成的设计过程，该阶段在整个机械设计过程中是最为复杂的，它涉及的问题非常多，且工作量极大，所需时间占了总设计时间的百分之八十以上，由此可见该阶段对整个机械设计起着举足轻重的影响和作用。此外，机械设计架构中遇到的问题具有多重解答，换句话说，也就是若想满足同一个设计要求，其架构方式并不是唯一的。最后，机械设计的架构阶段具有很强的活跃性，需要循环进行，所以在开展该阶段工作的同时，必须先了解整个机械的结构与设计的基本要求。

二、机械设计中的架构方案与应用

1.机械中各种零部件的几何要素

机械设计中的加工功能只要是通过其零部件的几何形状及关联实现的。零部件的表面形成了其几何形状，一般情况下，每个零件都会有多个表面，而在这些不同的表面中，有些表面会与其他零部件的表面进行直接接触，则这种表面被称为功能表面，而功能表面中连接其他表面的部分叫做联接表面。由于零部件中的功能表面可以直接影响到机械的功能，因此在机械设计的架构时，功能表面的设计是核心环节。对功能表面进行描述的重要几何参数只要有几何形状、尺寸、表面数量、位置度等等。设计者可以对功能表面进行各种变换式设计，来达到同一技术多种架构方案的目的。

2.零部件之间的连接与架构

在任何机械中所存在的零部件都不是独立运作的，它们互相联系互相影响。所以在架构过程中，不仅要对每个零部件本身的性能和特征进行研究分析，还应对各个零部件之间的联系和相互间的影响进行探究。

所有零部件之间的关系均可以分为两大类，即直接相关和间接相关。当两个零部件之间存在直接组装关系，则这两个零件之间的关系成为直接相关，以此类推，两个零部件之间不存在直接装关系，被称为间接相关。而间接相关又包含位置相关与运动相关两种类型，位置相关两个零件在位置上相互制约相互要求，例如减速器中相间的传动轴中心距离必须确保规定的精度，来保证两轴之间的平行度，这样才能使齿轮在运转的时候保持吻合。运动相关是指每个零部件的运动轨迹均影响着另一个零件的，例如在车床刀架中，它的运动轨迹必须与主轴的中心线保持平行，因此主轴与导轨之间的关系是位置相关，而刀架与主轴之间的关系为运动相关。一般来说，大部分零件都有两个或者两个以上的直接相关零件，因此每个零件最少都有两个部分在结构上受到其他零部件的影响。在对机械设计进行架构时，必须同时分析两个零部件之间的直接相关部位，这样可以针对不同的材料选择更合适的热处理加工方式，也能更合理地确定相关尺寸、形状、表面处理等参数。除此之外，还应满足间接相关的一些要求，例如精度计算等参数。通常来讲，若一个零件的直接相关零件越多，它的结构和功能就越复杂。若一个零件的简介相关零件越多，它在精度方面的要求也就越高

三、机械设计架构中各种零部件中应注意的问题

由于机械设计中可使用的材料多样化，每种材料都具有不同的特性和性能，且不同的加工工艺所要求的材料也是不同的，在对机械设计进行架构时，必须结合功能需求来选择合适的材料，再根据所选取的材料来选择不同的工艺，最后根据不同的加工工艺所对应的条件来确定合适的架构方案。只有选择了合理的架构方式，才能最大限度地利用该材料所具备的优势，达到利益最大化。因此，设计者要想选择最恰当的材料，必须首先对材料进行一个充分的了解，包括材料的物理性能、加工性能等等。在架构过程中，应根据材料的性能及加工工艺来选择相应的设计原理。例如，在受到拉力时的力学特征与受到压力时的大体上一致，这一特性决定了钢梁结构基本上都为对称结构。而在铸铁材料中，它的抗压强度远远高于抗拉强度，所以铸铁结构多数为非对称结构，这种架构方式可以是负重时它的最大压力大于最大拉力。在塑料材料中，由于其刚度非常差，在铸造后会由于冷却不均匀等因素，导致结构变形，因此在对塑料结构进行架构时，其筋板与壁厚应均匀分布并对称。

有些零件在制造完成之后需要进行热处理，因此在前期的架构设计中应考虑以下几点：一是零件的形状应确保对称均匀，球形是最合理的形状；二是若某零部件具有不同的截面，则这些截面之间的国度必须保持平缓，防止过大变化而引起的内应力；三是应避免产生锐边尖角结构，这种结构通常会发生熔化或过热的情况，为了避免这种情况的发生，应在槽或孔的边缘上倒出2至3厘米的倒角；四是要避免厚度不均匀的截面产生，这种厚度不均匀的截面在遇到烈火，冷的情况下，会容易产生变形和开裂。

四、结语

目前，机械设计的架构仅仅局限在数理模型方面的问题上，将来会逐渐转向以加工工艺、数量、尺寸、材料、顺序、连接方式等参数为基础的架构进行发展。这种模式的机械设计架构会更具潜力，且更适合现有的发展现状。

参考文献

[1]王杰，程明远，李士晓.浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].科技信息，2011（11） [2]戴华丽.对机械设计加工过程中注意点的分析[J].电子世界，2012（12）

第5篇：机械设计方案范文

1.1系统开发工具的使用

在Web的数据库中实现对信息的查询，现在在食品厂已经得到了广泛的应用，Web界面操作过程不复杂，而且Web界面能够支持多种协议，而且数据传输的效率很高，其说明语言来对数据进行定义，而且能够自动地建立数据模型，数据获取的方法也是多种多样，数据的储存比较安全可靠，而且不会造成数据的丢失，使数据保持高度的完整性。在使用Web数据库对自动查询时，要采用Access2000作为辅助软件，通过使用PS进行设计。

1.2系统的任务分析

基于Web的食品设备查询软件的设计主要包括两个方面的信息，一个是作为信息查阅者的客户的信息，还有一个是信息提供者的信息，对于用户而言，运用Web的查询系统能够对设备的信息进行查询，对设备的运行状况进行分析，及时诊断设备的故障，及时地进行维修。而且，食品设备的制造厂家也可以运用这一系统实现对该设备信息的，让用户通过直观地方法了解食品设备的使用方法。

1.3系统设计的思想分析

基于Web的查询系统的设计能够实现在用户不连接网络的条件下对设备使用信息的查询，而且用户可以在任何地方对设备的运行状态查询，不用亲自到设备放置的地方查询，而且运用此查询系统能够实现与生产厂家的沟通，在Web查询系统中通常使用的是B/S模式。

1.4基于Web查询系统的实现

Web查询系统可以在没有连接网络的情况下实现查询，但是该系统必须在能够对网页支持的条件下实现查询功能，只有能够实现上述的条件，用户才能够运用网页实现直观的查询。用户在使用Web查询系统时需要运用统一的浏览器，而且系统要是最新的，系统要是Win-dows98的平台。只有满足以上的条件，而且要确保计算机的内存足够大，才能够实现Web查询功能。

2机械工业食品装备的腐蚀问题和腐蚀性结构的设计

2.1机械工业食品装备的应力腐蚀

应力腐蚀是机械装备在应力的作用下产生的腐蚀现象，当食品装备发生腐蚀现象时，装备的应力主要分为残余应力、热应力和结构方面的应力，当食品进行加工时很容易出现残余应力，当装备对食品进行加热和冷却处理的过程中很容易产生热应力，当装备由于在生产食品时发生剧烈的振动而导致零部件松动时，会产生结构应力。对食品装备的设计应该防止应力过于集中，在对食品装备的结构进行设计的时候应该控制好食品装备的最大应力，可以采用流线型设计的方法，这样能够使装备的应力能够均匀的分布，防止死角的出现。在食品装备焊接的地方，一定要将应力分散，如果焊接处的断面是不同的，应该采取对接的方法。如果食品装备结构的厚度不同，则不能焊接在一起，以免因为厚度不同不能焊接牢固。在对薄板面和后板面进行焊接的时候，会导致应力过于集中的问题，这时，可以采用K形焊接的方法。

2.2机械工业食品装备的缝隙腐蚀

机械工业食品装备的缝隙腐蚀指的是设备结构内部由于强化作用发生的腐蚀问题，装备的金属和非金属之间如果存在缝隙，当杂物进入到缝隙中时，就会导致金属的腐蚀。在防止机械工业食品装备发生缝隙腐蚀问题时，在进行焊接时，尽量避免采用螺栓，尽量将焊接后出现的缝隙填充，避免大量的杂物进行缝隙中造成装备金属材质的腐蚀。在对食品装备进行焊接的时候，要将焊接的部件尽量焊接完整，在对容器进行设计的时候，应该将容器内的液体排出，保持容器的干燥。在焊接的时候尽量不要使用阴极较大的材料，如螺栓，不同材质的金属部件不能直接进行焊接，应该垫上一层绝缘的材料。

3结语

第6篇：机械设计方案范文

关键词：东方电机QFSN-660-2-22D型发电机，发电机定子，行车并车分段吊装，推进器（又称大件推移机），推移，液压千斤顶，钢轨、滑道、托运架

中图分类号：TB857+.3文献标识码： A 文章编号：

一、施工方案

1.工程概况

国电都匀发电有限公司2×600MW级机组新建工程汽机主厂房跨度为29m，检修场纵长11500mm，汽轮发电机沿主厂房纵向顺列布置，发电机中心线距A排轴为14.2m，距B排轴为14.8m，汽机房运转层平台标高为13.7m。#2发电机基座位于12～13轴之间。发电机选型为东方电机股份有限公司生产QFSN-660-2-22D型“水、氢、氢”冷发电机，定子为三段式：中段254t，汽端端罩29t，励端端罩32t。定子中段尺寸8.9×3.82×3.85m，外圆尺寸为3800mm，定子高度为4250mm,同侧吊攀间距为2830mm，两侧吊攀间距4424mm。本次定子起吊作业使用的两台汽机房行车为江西起重机械总厂生产的QD80/32t-27m-26/29m桥式起重机，行车主钩最大起吊高度为26m。

2．施工简介：

发电机定子组装就位方案：发电机台板就位后，在其上方制作临时支架平台，将励端端罩临放在平台上且靠死励端基坑，两台行车并车、抬吊定子中段与提前临放在支架平台上的励端端罩进行穿装组合，利用2台100t在轨重物推移机将与励端端罩组合完毕的定子依旧靠死励端基坑，然后用行车吊起汽端端罩、靠紧汽端基坑下落临放在支架平台上，行车配合、利用在轨重物推移机将与励端端罩组合完毕的定子中段沿纵向中心线平移至定子就位位置（此时发电机定子线圈已部分穿入汽端端罩内），接着用行车吊起发电机汽端端罩与定子中段进行组装，最后用4台200t同步液压千斤顶将发电机定子整体顶起、拆除临时平台，垂直下落定子，完成最终就位。

3. 施工准备：

砂浆垫块接触检查验收完、发电机台板正式就位。

在发电机台板上铺设由43Kg/m重轨及δ=20钢板构成的支架平台。

用Φ325×13、Φ159×4.5无缝钢管及δ=20钢板制作4件液压千斤顶支座。

行车负荷试验及并车（在定子中段吊装措施中已作阐述，在此不再重复）。

行车并车前，将出线罩临放发电机基坑下方，清理励端端罩，将励端端罩靠死励端基础临放在支架平台上。

4.临时支架平台安装。

支架平台铺设前，将支架平台重轨上表面及与台板接触垫板的下表面清理平整、防止高点对台板结合面的损伤。临时支架平台铺设时，将台板间空挡处用I20工字钢及钢板垫实并与支架平台点焊牢固，每段支架平台双拼重轨的端部用铁板贴焊连接，支架平台与发电机基础周围埋件用槽钢连接、增加整体稳固性。

5. 临时支架平台及砂浆垫块抗压强度校核：

选用43Kg/m重轨双拼及δ=20钢板构成的支架平台，平台的最大受力位置的截面积A=0.7×2×0.0145=0.0203m²，最大受力P=64t，重轨受到实际压缩应力σ= P /A=64÷2.03=31.53MPa＜[σ]= 320 MPa（16MnR材质的许用应力），满足要求。

发电机中段台板下方砂浆垫块最大受力为P=64t，此处砂浆垫块承力面积A=0.1716×0.5=0.0858m²(垫块与台板间按50%接触考虑)，最大载荷σ=P/A=64÷8.58=7.46MPa,小于垫块的抗压强度55 MPa，故满足要求。为确保台板下方砂浆垫块不受损伤，在受力较大的垫块两侧适当增加临时垫铁。

6.端罩穿装组合、定子垂直下落就位

6.1双车抬起定子中段，调整两台行车的主起升机构，同步走小车至定子中段与基础中心线重合，缓缓下落定子中段调整至可穿装端罩高度，缓慢行走大车，将定子中段穿入励端端罩内正式组合位置时（此时暂不组合），下落定子中段在支架平台上，此时励端端罩仍靠死励端基坑，定子中段汽侧线圈端部与基坑间距为2200mm，汽端端罩长度为2110mm，间距足够、具备下落汽端端罩条件

6.2解除扁担与定子中段吊攀间的千斤绳，用行车吊起汽端端罩并用倒链将其调平后、靠紧临放在汽端基坑内。

6.3将汽端端罩临放完毕后，将起吊扁担与定子中段吊攀间的千斤绳重新捆绑，同步操作

两台行车的主起升机构，稍微提升定子中段（使两行车承载约200t、定子中段线圈与两侧端罩四周要保持间隙），利用2台100t在轨重物推移机配合行车走大车将定子中段推移至至正式就位位置上方、下落定子中段于支架平台上。

6.4解列行车，拆除并车装置、去除起吊扁担及千斤绳等，恢复行车的单车性能，分别吊起两侧端罩与中段进行试组及正式组合工作。

6.5双车抬吊定子中段行走过程中，两台行车主起升系统应以0.18m/min慢速同步起吊。大车以3.15m/min慢速同步行走，小车以1.2 m/min慢速同步行走。

6.6定子中段与两端罩正式组装完毕后，拆除2台100t在轨重物推移机，利用2台100t、2台32t螺旋千斤顶前后左右调整定子、使定子台板螺栓孔与地脚螺栓对正。

6.7在定子4个吊攀位置下方的基础平台上放置千斤顶支座，架设4台200t同步液压千斤顶将发电机定子整体顶起、拆除临时支架平台，垂直下落定子，完成最终就位。

6.8定子调整时摩擦力：定子三段组装完后整体重量315t，调整时滑动摩擦力为：

f滑=315×0.25=78.75t

本次定子横向水平调整时所用千斤顶为100t及32t，穿装端罩过程中纵向调整使用2台100t在轨重物推移机，满足调整要求。定子垂直顶升所用千斤顶为4台200t同步液压顶，定子组装完后整体重量315t，满足垂直顶升定子的要求。

6.8千斤顶支座制作校核：拟选用Φ325×13、、Φ159×4.5无缝钢管及δ=20钢板制作焊接而成，共4件，支座高度H视千斤顶处的支撑基础与吊攀间高差而定

定子垂直顶升时每个千斤顶座实际承力315÷4≈80t，千斤顶座截面积A=127+40=167cm2，

则每个千斤顶座可承受压力为：P =117.5×167=19622.5KN≈200t，满足要求。

二、现场施工环境和场地情况调查分析

汽机房内发电机基础已经交付安装施工，预留、预埋件、孔、管等已完成。发电机运转层为13.7米，布置于12＃～13＃轴，A～B列之间，其座板、端盖座板、轴承座板的顶面与运转层平台平齐。发电机转子中心线距运转层平面为800 mm，机组纵向中心线与30#轴中心线距离为6400。发电机基坑的尺寸：11415×5000 (长×宽)。进入#1、2机组检修通道大门高度和宽度为9300×6000，大门口到厂区道路之间的地面为斜坡，高低点之间的最大高差为450，且大门口到厂区道路间有地下管网设施，地下-1.6米处埋有发电机循环水管和雨水管。

现场和市场适合于本工程的施工机具情况调查分析

本工程施工现场没有大型吊车机具，只有发电机房内的80/32t的行车，结合本工程2#发电机定子相关参数和现场环境的特点，对市场上工程施工中使用的液压千斤顶，液压推进器（又称大件推移机）等机具进行结构、性能、及使用情况进行调查、分析。

三、结束语

本文仅通过对贵州福泉电厂项目工程#2机发电机定子双机抬吊、推移就位，从定子辅助措施开始制作到成功就位在座板上的施工，整个工作仅用时7天。此结果是对施工方案选用的可行性和正确性最有力证明。

在整个方案中，主要的工作是制作、安装辅助措施，以及定子转向、推移、垂直下落。本工程施工方案所进行的安全性、经济性、合理性、可行性分析和相关计算，是建立在现场实际情况进行设计的，其主要体现了对不同的工程，对施工方案从发展、创新、灵活的角度进行编制，对工程中新施工机具使用和施工技术的大胆尝试和创新，本工程施工方案的成功运用，为其他类似工程重大件设备就位起到借鉴启示作用，从施工方面讲起到一定的经验积累作用。

编制依据

1.东方电机集团股份有限公司提供的发电机安装相关图纸资料

2.《电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）》DL5009.1-2002

3. 江西起重机械总厂QD80/32t-27m-26/29m型桥式起重机技术资料

4. 《电力建设施工及验收技术规范（汽轮机机组篇）》DL5011－92

5. 材料力学（第二版）；高等教育出版社

第7篇：机械设计方案范文

关键词：煤矿开采；机械设备；安全防护

中图分类号：TD40 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0086-02

1 煤矿机械设备的安全管理概述

1.1 煤矿事故的原因分析

为了促进煤矿业的生产和经济效益的提高，煤矿机械设备的安全性就显得尤为重要。所以，只有找到并分析煤矿机械事故的原因才能从根本上杜绝事故的发生。影响煤矿机械设备安全的因素主要有人为操作和设备自身的缺陷两个方面。人为因素主要是操作人员在使用设备时缺乏安全意识，检修人员的检修也不到位。设备的因素主要是指设备的更新速度缓慢，质量和配件不过关，随着使用时间的增加导致设备的老化。因此，要从人和设备两个方面加强管理。

1.2 煤矿设备的安全管理

安全管理的定义是为实现安全目标而进行的一系列的计划、组织、决策的活动。针对我国煤矿业机械设备的使用现状，要综合运用现代的管理理论和手段，对存在于煤矿机械设备的不安全因素进行排查，防止事故的发生。只有提高机械设备的安全管理，才能实现煤矿企业的效益最大化，促进煤矿业的可持续发展。

1.3 煤矿机械设备安全的重要性

矿井中如果没有机械设备和机电系统，那么煤矿生产将无法完成。从市场的数据统计来看，设备在矿井的投资中占比超过一半以上，这充分说明了矿井的安全、效益在很大程度上取决于机械设备的先进性与安全性。所以，要保证矿井生产的安全性，一定要对机械设备的安全工作加强管理，找出其中的不利因素和有利生产的因素，加以分析、预防与控制，才能保证安全事故的有效降低，才能保证生产的高效性。

2 煤矿机械设备安全管理的现状

我国的煤矿机械设备装备水平参差不齐，经过多年的发展，我国的掘井机从轻型发展到了中、重型，长距离的带式输送机的质量也得到了极大的提高，多数的国产设备的安全性也大幅提高。但是与发达国家相比还有较大差距：首先，现代化的综采设备的普及率不高；其次，由于对先进的技术消化不彻底，不能进行正常的使用和维护，导致一些先进的功能没有充分发挥出作用，更甚至一些地方为了追求生产，擅自拆除相关设施，从而造成很大的安全隐患。最后，一些矿井的管理者为了追求利益最大化，将许多老旧设备进行超负荷、超期运转，带来了大量的安全问题。

3 加强煤矿机械设备安全防护的措施

3.1 加强安全管理的法律、法规制度的完善

首先，完善安全生产的相关法规，并加强行政监督检查来防范煤矿事故的发生。要推行安全生产责任制，明确分工管理和岗位职责，将安全管理与人员的职责和收入分配结合起来，落实到每个人头上。同时，要将安全贯彻到生产的全过程，并对全程进行有效的安全监控。建立起质检体系与检修体系，做到：在设计上不留隐患；在设备的采购配置过程中，严格把好质量关；在新设备使用前，做好相关的质量检测工作；在安装时，要把好各个安装阶段的质量关，并在验收合格后方能投入使用；在设备使用完成后，仍然要进行现场调试。

3.2 提高机械的使用寿命

加强对机械零件的磨损分析，大力研究新材料。并且要推广橡胶、工程塑料等新兴材料来解决煤矿机械容易磨损的问题。要把生产厂商、机械设备的使用方和研究单位共同组织起来，一起商讨与试验，改进生产工艺。同时，要严格遵守机械设备的操作规程，避免超载、超速等不良操作。要及时地对机械设备进行维修，建立必要的技术规范和检修制度，并且要加强对操作人员的安全防护知识宣传普及，培训出合格的维修人员。

3.3 机械设备的设计要符合人性化

煤矿机械设备在生产时，会产生各种污染。比如噪音污染、废弃物污染、辐射污染等。这些都对环境造成了污染。降低并消除这些污染是实现机械工业可持续发展的具体体现。在机械设备的设计时，要做到“以人为本”，操作时，符合人的操作习惯，对煤矿机械设备进行结构的改造和优化，改变传统设备笨重、粗大的外观，使机械设备使用起来更加安全，操作更加简便。对于特殊煤层的采掘机械的设计要注重安全，并以减少人在挖掘现场的不舒适感为主要目的。同时，提高设备的智能化与数字化水平，以此减少因为人为操作失误而引起的不必要的负面影响。同时，要降低设备的噪音，将人体与机械的带电体隔离到安全的距离之内。在实际的操作生产过程中，要严格杜绝使用老化的设备和工艺，对于达到国家标准需要淘汰的设备必须立即停止使用，并更换为证件齐全的机械设备。

4 煤矿机械安全防护的思考

4.1 煤矿机械具有特殊性

煤矿机械设备具有很高的特殊性和专业性，所以对安全监督管理的要求也很高。对于不熟悉专业的管理人员很难对煤矿机械进行深层次、全方位的监管。比如隔爆型真空馈电开关从外观上根本判断不出它的功能是否齐全，也不能直接分辨出保护的灵敏性，甚至防爆性的好坏也不能直观看出。而上述的问题只有经过专业培训和具有机电检修经验的人才能区分出来，所以煤矿机械设备的安全防护的监管方法与监管人员都要与机电设备的实际情况相结合，并且要辅以专业的技术手段才能管理到位。

4.2 注意安全事故的预防措施

在煤矿上一旦发生机械设备引起的事故，那么往往这些事故就与机械设备的设计、管理和现场操作人员的专业技能以及设备的监管等多方面存在着必然的联系。要预防和控制煤矿上机械事故的发生，就应该从各个生产环节中找出事故发生的规律性及潜在因素。因此，煤矿机械管理人员要不断深入收集和研究各种类型的设备事故的案例，并找出其中的关联性以及内在机理，了解机械设备内部的相关参数，从而搞清发生事故的根本原因、直接原因、间接因素等，进而具有针对性地布置好应急措施，有效地预防事故的发生。

5 结语

总之，为促进我国煤矿机械安全工作的提高，我们应该对人员进行专业的培训，加强设备的安全认证与监管意识，从而逐步提高煤矿机械设备的安全技术水平。

参考文献

[1] 尤道济，孙建国.煤矿安全防护中的机械设计探究

[J].媒体技术，2013，（2）：11-13.

第8篇：机械设计方案范文

关键词：暖通空调设计方案技术经济比较

引言

设计方案对暖通空调工程设计的成败优劣关系重大。近年来，随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有几种、十几种甚至几十种不同的设计方案可以选择，设计人员不得不进行大量的方案比较和优选的工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。暖通空调设计方案的评价因素很多，一些因素很难定量表述，许多因素又不具可比性，每种设计方案往往都有各自的优缺点，面对众多的设计方案，由于考虑问题的角度不同，各方的看法往往各不相同，甚至大相径庭。目前在设计方案比较中存在的一些混乱状况使设计人员无所适从。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。笔者根据从事设计、审图和方案评审工作的一些体会，对暖通空调设计方案比较中应注意的一些问题进行粗浅的分析。

1、可行性和可靠性问题

能够满足使用要求，这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求，包括有关环境保护的要求；设计方案应能满足有关方面的要求（如供电、供气、供水、供热等），并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。例如采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热（冷）蓄积效应等问题。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目，应对设计方案进行全年工况分析，以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况，对非标准设备应提出详细的参数要求，并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题，尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。对于一些要求全年保证室内空气参数的重要工程以及空调系统故障停机将产生严重损失的场所，如航天发射场，应考虑系统中设备的工作可靠性和备份问题，进行系统工作可靠性分析。在这种情况下，室外气象参数和安全系数的确定也应特殊考虑。

2、经济性比较问题

经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较，这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的；如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择；如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。

一次投资是投资方最为关注的一个参数，在计算投资时应全面准确、不能漏项。暖通空调设计方案的一次投资不仅包括各种设备、管道、材料的投资，而且应包括各种相关收费（如热力入网费、用电设备增容费、天然气的气源费等），相应的安装、调试费用，相关的工程管理等各种收费，相关水处理和配电与控制投资，机房土建投资与相应室外管线的费用，而这些在实际设计工作中容易被遗漏。由于同一种设备的生产厂家较多，价格各异，因此在不同方案经济性计算比较时各种设备的价格应采用平均价格。以上都是直接费用，在一些情况下间接效益也应综合考虑。如宾馆、饭店、写字楼的空调机房节省的面积，作为商业用房可产生的效益。如果采用贷款进行建设，全面的经济性比较还应考虑贷款利率和还贷期限等动态因素。

运行能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的重要参数。运行能耗除了应计算暖通空调主机（锅炉和制冷机等）的能耗外，还应计算其他辅助设备（如风机和水泵等）的能耗。不能简单按照设备铭牌功率和运行时间的乘积来计算能耗而应考虑在全年季节变化的情况下，建筑物实际负荷的变化，同时应考虑设备非标准状态下的效率。办公楼、教学楼、写字楼和游泳馆等建筑物的暖通空调设备通常间歇运行，其运行时间应为扣除停机时间后的实际运行时间。在计算过程中应注意不同地区、不同时期、不同时段各种能源的价格可能不同。由于影响因素和不确定因素较多，如何准确地计算建筑物暖通空调设备全年的实际能耗和运行费用，目前仍然是一个没有完全解决的技术难题。运行费用除了能耗费用如电费、燃油费、燃煤费、燃气费外，还应包括消耗的水费、人工费等。

在经济性比较时，切忌图省事可直接采用有关厂家给出的比较数据和结果。笔者曾发现，对电供暖的运行费用，3个不同设备（电锅炉、水源热泵和户式燃气供暖炉）厂家提供的计算结果大相径庭。通过对其计算过程的详细核对，发现不同设备生产厂家由于考虑问题的角度不同，计算中存在一些有利于自己产品、不利于他人产品的失误或假设。对此设计人员应给予足够重视，对厂家提供的数据应认真分析和核对。

在设计方案经济性比较时应综合考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命，以相同的使用周期为基准，进行综合经济性的计算比较，而不能简单地根据设备报价进行比较。对于同时有供暖和空调要求的项目，应考虑冬季和夏季设备综合利用问题，进行冬夏季综合经济性比较。对于可以兼供生活热水的工程，应综合考虑生活热水供应的投资和能耗。

3、调节性和可操作性问题

暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的，因此系统应有较好的调节性能，以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案，如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案，其一次投资通常较高，但运行能耗较小，在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼，设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。

设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高，可以减少管理人员的数量和劳动强度，从而使人工费减少，但使一次投资增加，对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制，应根据实际情况和要求，经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程，宜采用自动控制，以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化，以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑，系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。

4、安全性问题

设计方案的安全性是以往考虑较少的问题，随着美国“9·11”等恐怖袭击事件的发生以及SARS的出现和迅速蔓延，暖通空调系统的安全性问题已经成为公众关注的焦点，在SARS严重流行时期，人们甚至对空调系统产生恐惧而不敢使用，这将对暖通空调行业的发展产生深远的影响。经过对这些事件的认真分析、研究和反思，将会在工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面进行改进，使暖通空调系统的安全性得以提高。在大中型建筑方案设计阶段，对其暖通空调系统进行安全性评估将是十分必要的。

暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性成为必须考虑的重要因素，应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑，在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响，例如，重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案，因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。

人员环境安全主要包括暖通空调系统对人体的危害、防止恐怖袭击和防止传染性疾病扩散这3个方面的问题。采用氨制冷方案时，应考虑氨泄漏对人体的危害。锅炉房的布局应考虑人员安全性问题。在防止恐怖袭击方面和防止传染性疾病扩散方面，应注意空调新风口是最薄弱环节，因此必须采取可靠的防范措施，新风口应设置在人员难以接近、不易受到污染的地方。由于全空气空调系统回风口很多，因此它是最容易遭受恐怖分子生化袭击的空调系统形式，如果不采取特殊的措施，它也是最容易造成流行性疾病扩散的空调系统形式。从这方面来说，分体空调、一拖多空调系统、风机盘管空调系统的安全性较好。在确定系统新风量时，除了要考虑以往的一些因素外，还要考虑在流行性疾病暴发期间，稀释室内有害病毒浓度的要求。在这方面，应注意不要走向另一个极端，对空调系统安全性的过度恐慌是没有必要的。例如，为了防止传染性疾病扩散而采用全新风直流系统，显然是不合理的，这将使投资、能耗和运行费用大大增加，关键是要合理确定系统方案和新风量，加强有组织排风，并采用隔绝式的热回收装置、加强对空气的过滤与消毒处理。系统新风量应能调节，平时按正常风量运行，流行性疾病暴发期间或室内受到生化污染的情况下按较大风量运行。吊顶暗装风机盘管的回风应采用风管连接，不应采用将吊顶作为静压箱的吊顶回风方式。另外在表冷器、蒸发器和冷却塔等结露积水、病菌容易繁殖的地方应采取可靠的排水和消毒措施。

5、环境影响问题

随着工业生产的迅速发展和人们生活水平的日益提高，环境保护问题越来越受到人们的重视，而燃煤锅炉的排烟又是北方城市大气的主要污染源，因此北京等大城市对燃煤锅炉进行了严格的限制，而且限制的区域不断扩大。在这些区域内，环境影响成为了关系到设计方案可行性的一个重要因素。在设计方案选择时应特别注意环境保护要求不断提高的趋势，避免建筑物建成不久就进行改造。在空调设备选型时，要特别注意各种氟利昂制冷剂替代的进程要求，不能选用以已经或即将禁用的制冷剂为冷媒的空调产品。在这方面暖通空调设计人员既要有环境保护的责任感，同时也要考虑建设方和用户的经济承受能力，不要盲目冒进，以免给建设方和用户增加不必要的经济负担。在对设计方案进行经济性比较分析时，还应综合考虑暖通空调设备的废气、废水、废渣和噪声等污染治理的费用。如何对设计方案污染物排放的危害、对臭氧层的破坏和产生的温室效应的危害、系统和设备全过程（包括设备制造、使用和淘汰处理的全过程）的能源和资源消耗等进行全面、科学、定量的经济性评估比较，是一个需要深入研究的问题。

6、设计方案比较中的一些误区

由于设计方案比较是一项影响因素多、专业技术性很强的复杂技术工作，即使是暖通空调专业的设计人员，要在众多设计方案中选出最佳方案也非易事，对于局外人更是雾里看花。目前在该项工作中仍然存在一些认识上的误区。例如，认为采用最新技术的设计方案就是最佳的设计方案，出现不管使用条件而盲目追求新技术的倾向，甚至以此作为卖点进行炒作。实际上每种方案都有其适用条件和范围，在其适用范围之外，先进的技术方案就可能变成不合理甚至是不可行的方案。一种设计方案对某个工程项目可能是最佳方案，但对于另一个工程项目就可能是不可行的方案，因此在方案选择时不能赶时髦、搞攀比。另外往往认为投资最低的方案就是最佳方案，但是一次投资低的方案有可能因为其运行费用很高或设备寿命很短，需要经常更换，从长期运行来说并不合算。在评价设计方案时，往往认为复杂的方案就是高水平的方案。但实际上因为系统越复杂，通常其设备越多、投资就越高，系统的可靠性、可操作性、可控性和可维护性就越差，因此复杂的方案并不一定就是高水平的设计方案，在满足使用要求的前提下，系统越简单越好。此外，在选择设计方案时切忌不加分析地采用建设方的意见，因为建设方通常不是暖通空调专业设计人员，不可能对设计方案进行全面技术经济性分析比较。因此应对建设方的意见进行认真的分析，通过全面技术经济性分析比较来确定最佳的设计方案。

7、结语

第9篇：机械设计方案范文

关键词：舞台机械设备；电气控制

舞台机械设备控制系统是根据舞台机械方案的特殊要求，通过最具先进性的系统和编码器的准确计算来定位，全套控制模式，由专业技术人员开发软件来事例系统；以工业总线通讯的方式进行数据的高速传输，使系统达到高精度、高响应、全自动动作。

一、控制系统通用技术

1、电源

舞台机械设备供电电源为50HZ，三相380V.AC，单相220V AC，电压波动范围为-10%～+10%。电源引自贵场馆的分区配电室。舞台机械设备的380V.AC/220V.AC级配电系统为TH-S系统（H线和PE线分开）。

2、控制系统的总体要求

我们提供的控制系统已经过可靠性测试及充分的论证，完全可以完成所要求的功能。同时满足各种技术规范与要求。控制系统能稳定、安全、可靠地监控分散在台上、台下范围内的舞台机械设备，并满足装台、排练、演出对舞台机械设备的控制和操作要求。

控制系统高速实时监视设备运动的参数（速度、位置、限位等信号），各设备按设定的运动参数和内置于控制系统中的保护措施运行，以保证设备安全，并满足定位精度和同步精度的要求。当有紧急情况发生或运动误差超过允许范围时，采取有效的措施。设备运行的距离必须受到行程终止限位开关或超程限位开关的控制。单体设备的控制装置相互独立。

3、控制方式的基本要求

控制系统提供对舞台机械设备的不同控制方式。控制系统的不同控制方式满足下面的基本要求。

（1）主控制系统

主控制系统由标准的可编程序控制器和计算机用网络总线方式构成。主控制系统提供正常情况下的全功能控制与操作，包括单体设备的控制、设备联锁、设备状态监视、预选择设备、设定运动参数、编组运行、场景记忆、场景序列、故障诊断、系统维护、操作向导等。主要操作以屏幕窗口、图形、表格方式结合功能键盘或鼠标，并有适当的手动介入功能；可灵活进行返回、重复、跳跃和连续运行等操作。

为了充分满足装台、排练、演出等各种控制与操作要求，主控制系统的操作设备是多个操作台的组合，包括：主操作台、移动式操作盘，以方便在主控制室、舞台台面、台下、各层天桥等不同位置完成对设备运动的监控。

（2）紧急控制系统

紧急控制系统应提供在设备旁就地控制的功能，就地控制可在现场控制器或附近的电气机柜面板上进行控制，可完成对单台设备的单独运行控制。这种控制功能的实现不应受到来自主控制系统和智能型手动控制系统的任何影响。

二、基本功能构成

1、设备编组运行

系统存储尽可能多的设备编组，可存贮的设备编组数量不应少于3000个。根据设备组运行状况的不同，系统有几种编组形式，并以不同颜色对设备编组进行区分。

锁定型编组：吊挂或运载的场景需要固定连接到多个舞台机械设备上时，该组中所有的舞台机械设备必须以相同的速度同时运行并移动相同的距离。

安全型编组：用于控制速度、距离等参数组合复杂的设备组的运行，操作的失误将导致场景及设备碰撞或损坏等危险情况。系统规定更高的操作权限，系统必须高速监控该组中所有运行设备的速度和位置，当该组中的任一设备没有按照预设定或计算出的速度曲线运行，速度或位置偏差超出了系统允许的误差范围时，系统必须立即停止该组内所有设备的运行，系统发出的停止命令应该是紧急停机命令（EMS），以免损坏场景和发生危险情况。

自由型编组：用于控制相互之间独立的多个设备的联合运行，适用于在演出中需要经常调用的多个设备的同时运行。自由型编组中允许各设备的运行独立于其它设备，按照已定的速度图和动作距离来运行，当该组中任一设备的速度或位置偏差超出系统允许的误差范围时，系统发出针对单个设备的停止命令，而其它正常运行的设备不受任何影响。

2、预设停车位置

系统具有支持任意设定停车位置的功能。停车位置参考点的设定，对悬吊设备或升降设备以舞台台面为参考点，对水平运行设备或旋转运行设备以设备原始配置为参考点。预设停车位置的设定可以在主操作台及相应授权的操作盘面上方便的进行。设定好的预设停车位置数据可以通过网络或用数据盘传输到系统中。

3、设备起动

设备的起动可以按照预选择、预设定的方式通过屏幕窗口、图形或表格方式用功能键盘或鼠标进行，也可利用操作台上的按钮、操作杆等操作部件起动单个设备或编组设备的运行。设备的运行将按照预设定的速度、预设定的时间等参数从一个预设停车位置运行到另一个预设停车位置，或者从任意有效位置起动运行到另一个有效位置。单个设备、设备编组、场景记忆、场景序列等运行方式中都有手动介入功能来控制设备运行。

4、设备运动的挑选和忽略

在自由型编组设备运行控制中，系统允许操作人员从中选择几个设备处于可控状态，而该组中其余设备可以被忽略，同样也可以选择几个设备被忽略，其余设备为可控状态。

在场景记忆运行中，系统允许操作人员从中选择几个设备编组处于可控状态，而其余设备编组可以被忽略。系统还允许操作人员在设备编组之间进行跳跃操作。

5、默认速度

在缺省对设备的速度设定或无法进行速度设定时，设备按照系统默认的速度运行。默认速度随不同的设备而不同，对此作出合理的设计，通过软件或硬件方式内置于控制系统中。

三、电气元件与装置

所有电气元件与装置选用高质量的产品，在满足舞台机械设备的传动和控制系统要求和前提下，采用国产知名的标准产品。所有电气元件或装置有永久标签，包括制选商名称、型号、技术参数（额定值、接点组态方式等），快速更换和查找故障的操作方法等。

1、所有断路器、接触器、继电器、变压器和其他带电磁设备都静噪工作，必要时采用柔性安装，以限制传递噪声和振动。所有框架和外罩都结实坚固，不随元件振动而振动。

继电器一般为组合型，安装在DIH标准导轨上。控制按钮和控制开关满足控制与操作的要求，并符合有关标准和人体工程学。其防护等级为IP65，最短工作寿命为100000次。指示器满足各种信号显示的要求，并符合有关标准和人体工程学要求。其防护等级为IP65，指示器型号和种类越少越好。

2、驱动装置

电源隔离及保护：每一特定电气柜组的电源进线电缆至柜内电源母线之间设置负荷开关（或断路器）。电气柜面板上设有控制按钮，电源接通指示器、电压表等电源信息元件；控制电源设熔断器或其他保护。

定速装置：不需要调速的舞台机械设备的主回路由断路器、热继电器、正反向接触器组成。

操作设备：操作台具有控制按钮和控制开关，指示器、紧急停车按钮等。操作台的设计制造和安装符合人体工程学且满足电气安全的要求。

3、电气设备柜

电气设备柜的机柜和机架都采用经过防锈处理的金属或钢板钢性制作，必要时用钢板或型钢的框架加强。电气设备柜具有防尘措施。除电缆进出口外，所有机柜和机架都全部封闭，每个机柜的深度能保证适当的设备和接线空间。

机柜或机架加壁挂式，背靠背安装或自由固定式；安装的固定点和安装板在安装时不对设备造成变形或应力。

所有钢结构件，机械设备、操作台、电气机柜、金属外罩，金属管以及设备部件都有效的接地，并符合有关标准。

结语：该系统具有结构清晰、可靠性高、操作灵活、快速、控制线路少等优点，实现了软件及硬件的模块化扩展性，满足了舞台机械设备对各种工况的控制和操作要求。

参考文献：