浅谈小型非标机电设备设计

数字产业DigitalIndustry096电子制作【文章摘要】非标机电设备是根据企业现场实际需要量身定做的，可以实现标准机械所不能实现的一些功能。下面就以我参与设计生产过的“桥壳捡漏机”为例谈一下非标机电设备设计。首先由企业根据用户要求接下任务立项；接下来为实现项目任务书的要求，经过原理分析及计算，提出总体方案；然后技术设计、制造；试制调试，交付使用。【关键词】机电；机电设备；非标；设计；桥壳；检漏；干检一、“机电一体化技术”这一概念是日本企业界在1970年左右最早提出的，本意为“结合应用机械技术和电子技术于一体”。随着计算机技术的广泛应用，机电一体化技术成为了一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，应用范围愈来愈广。机电设备则是应用了机械、电子等技术的设备。先进的机电设备不仅能大大提高劳动生产率，减轻劳动强度，改善生产环境，完成人力无法完成的工作，而且作为国家工业基础之一，对整个国民经济的发展，以及科技、国防实力的提高有着直接的、重要的影响，还是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志。二、非标机电设备设计缘于企业在生产流程中的某些环节有时会遇到一些特殊问题，且这些问题成了提高劳动生产率的瓶颈。如果这些瓶颈问题可以通过设计一些特殊的机器得以解决的话，这无疑是企业一种福音。这一福音便是机电设备设计的一个分支——非标设计。相对于标准设备而言，非标机电设备是根据企业实际需要量身定做的，可以实现标准机械所不能实现的一些功能。作为标准机械的辅助设备，目前已广泛应用于各行业。非标机电设计人员，基本需要懂机械、电子、电气等，知识全面。三、笔者一直在职业学校从事电专业的理论和实习教学工作，近年来国家大力发展职教，对职业学校专业教师的职业能力要求愈来愈高，要求专业教师下企业实践锻炼，笔者有幸到一个小型企业实践，参与了一些小型非标设备的设计、制造、装调，有了一些收获。非标机械有别于传统机械设计，非标机械设计有时间性限制，设计周期要短，设计要简洁、准确、安全、可靠及满足客户合理的专业性要求，用户对非标机械的设计往往有许多的要求，这是一项挑战性的工作。下面就以我参与设计生产过的“桥壳捡漏机”为例谈一下非标机电设备的设浅谈小型非标机电设备设计李小敏重庆市机械高级技工学校400055计。1首先由企业根据用户要求接下任务立项本任务是对车辆桥壳产品焊后进行气密检测。桥壳，分整体式桥壳和分段式驱动桥壳。整体式桥壳因强度和刚度性能好，便于主减速器的安装、调整和维修，而得到广泛应用。整体式桥壳因制造方法不同，可分为整体铸造式、中段铸造压入钢管式和钢板冲压焊接式等。分段式桥壳一般分为两段，由螺栓将两段连成一体。分段式桥壳比较易于铸造和加工。驱动桥壳在生产过程中会产生漏气孔，所以驱动桥壳需要做泄漏检测，传统泄漏检测普遍采用水检的方式，因水检有检测精度不高、检测效率不高、在水里操作不变等问题，桥壳生产企业以及汽车制造企业就提出采用其他的检漏方式取代水检。2为实现项目任务书的要求，经过原理分析及计算，提出总体方案：（1）设备采用干式检漏方式，选择动力源为气源，用汽缸作为动力。当检测到产品不合格时，操作者可用肥皂水对漏点进行进一步检测泄漏点。（2）设备在进行干式检测时，测试气压应不小于0.2mpa，压力值可调试；设备密封连接盘部位的压头带有浮动装置，以保证连接盘端面不垂直时仍能良好密封。连接盘两端采用气动压紧。气缸直径Ф125mm，大于产品连接盘孔的直径。因通入气缸内的气体经过增压，设备压力大于被检产品内的气压，所以压紧力可靠，可有效完成密封任务。（3）设备各管路连接口均采用锥口密封，保证管路系统无漏气现象。（4）设备通过可调V型辅助支撑位置和压头位置实现不同产品间的更换；（5）设备生产节拍：工件装入V型辅助支撑2s——启动按钮1s——夹紧气缸，端面压紧1s——干检机充气15s——干检机平衡压力35s——干检机检测2s——夹紧气缸返回1s——卸下工件2s，共计59s（注：工件在检测进行时，操作者可将前一件中孔，螺孔，通气孔和ABS孔密封器拆除，装载下一件未检产品于相应位置，以提高效率）；根据方案绘制运动（工作）原理图、系统结构原理图、机构运动简图等为后面的技术设计奠定基础，并提出拟采用的新技术、新材料、新工艺以及需技术攻关的关键件和解决方案：（1）中孔位置是通过内部三卡爪拉紧机构实现端面压紧（夹具采用气动枪施力）。关于放油螺塞孔和加油螺塞孔的密封可用方案a——快速螺纹密封器（该技术由我公司全权提供），或方案b——螺塞密封（使用气动枪施力）。ABS孔Ф18及通气孔Ф9情况同上。两端连接孔采用气动压紧，由于产品轴向压紧检查漏点需要360°旋转，故两端连接部分采用旋转密封；（2）气密检测用仪器采用日本Cosmo或法国同类产品。水检时，靠操作者根据水中产生的气泡，判断桥壳是否漏气，干检如何判断是否漏气呢？我们在浩大的机电市场选用了日本生产的电子电器-----壳体自动气密性检测干检机。3技术设计、制造（1）设备采用焊接机架，有足够的刚性和强度。（2）设备电气部分采用三菱PLC控制，有手动和自动两种工作方式；采用双手按钮启动运行，以保证操作者安全；设计照明和散热装置，以改善操作者的工作环境；设备要求保护接零；设备气路采用电磁阀控制。（3）设备采用触摸屏实现不合格报警功能，并显示合格数、不合格数及合格率，另当产品不合格时，设备还通过三色灯和蜂鸣器报警；对合格数、不合格数及合格率有清零功能。（4）根据电气控制要求配置气控制器件、材料的规格。（5）设备中部有储存肥皂水盒，采用不锈钢制造。制作出设备总体装配图、部件（组件）图、零件图、焊接件图、工艺图等存档资料。4试制调试，产生问题解决问题（1）在设备制造现场进行初步调试和运行，考察其主要功能和性能是否达到或符合项目任务书的要求，并根据用户提出的技术要求完善修改程序。（2）在用户设备使用现场进行进一步调试和生产运行，考察其全部功能和性能是否达到或符合项目任务书的要求；之后交付使用。最后进行设备评审或鉴定（一般在生产试运行3个月后）；由用户编写试运行报告；由技术部编写设备研发报告。总结下来，整个设计流程是：立项--方案设计--技术设计--装配制造--安装与调试--交付使用---鉴定验收----设备使用性能反馈及改进。四、最后一点心得：作为职业学校的专业教师，在学校教学接触的知识、技能是十分有限的、是缺乏实用性的，只有充分融入到企业、行业的一线，与行业亲密接触，才能得到锻炼，学习到行业新知识、新技术，关键是实用技术；只有融入到行业的市场中，才能接触了解行业新材料新产品；只有在实践中才能发现缺失，从而在知识欠缺时针对性学习。也就是我们在实践中和不断的学习中才能提高自己。【参考文献】[1]非标设计几点经验．非标设计论坛．2012-10-19．[2]机电设备及其作用．大连拓鹏机电设备工程有限公司官网.[3]机电．中华人民共和国工业信息化部．