淺析現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李寰

（山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

當(dāng)前，隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)完善機(jī)械市場(chǎng)體制有著很大的推動(dòng)作用。當(dāng)前，在機(jī)械企業(yè)中，其競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)不再是傳統(tǒng)的制造工藝，而逐漸轉(zhuǎn)向?yàn)楝F(xiàn)代的設(shè)計(jì)工藝；并且在設(shè)計(jì)中，已經(jīng)不再限制于設(shè)計(jì)方法，這就使得設(shè)計(jì)工藝不斷發(fā)展，大大減少了在設(shè)計(jì)中需要的時(shí)間。將現(xiàn)代的設(shè)計(jì)理論，應(yīng)用在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中，可以縮短設(shè)計(jì)的周期，提高機(jī)械的性能，實(shí)現(xiàn)使用壽命的延長(zhǎng)。同時(shí)，有效的應(yīng)用設(shè)計(jì)理念，也使得在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中的成本大大降低，減少了制造成本；并且機(jī)械在使用和運(yùn)行中，能耗得到了控制，減少了對(duì)環(huán)境造成的損害。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然，也是當(dāng)前設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，更是降低能耗和成本、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

1 現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法

當(dāng)前，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也不例外，信息化不斷發(fā)展和提高，致使當(dāng)前的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論也不斷得到更新和發(fā)展，更表現(xiàn)出了多樣化的趨勢(shì)。在本文中，選取了幾種使用比較廣泛的理念，針對(duì)其設(shè)計(jì)理念和方法進(jìn)行了論述和探討。

1.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用徹底改變了傳統(tǒng)的生活和生產(chǎn)方式，其發(fā)展更是體現(xiàn)在人們生活的方方面面。隨著對(duì)計(jì)算機(jī)的不斷利用和研究，推動(dòng)了其衍生技術(shù)的發(fā)展，這些都被應(yīng)用在了生產(chǎn)和生活中，帶動(dòng)了信息化和智能化的發(fā)展。使得在生產(chǎn)中，機(jī)械化水平也不斷提高。在冶金機(jī)械的設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)更是得到了廣泛的利用，比如其工程數(shù)據(jù)技術(shù)和傳送信息技術(shù)等，都實(shí)現(xiàn)了對(duì)冶金機(jī)械的進(jìn)一步優(yōu)化，使得其使用性能不斷提高，對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性更高。并且這些變化不只是外觀的變化，在設(shè)計(jì)的精確度方面，也得到了優(yōu)化和發(fā)展，并且大大提高了機(jī)械設(shè)備的效率。

1.2 人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)

冶金工業(yè)屬于原材料工業(yè)，并且在生產(chǎn)中，常常有很多的物料，對(duì)這些物料的處理，在冶煉出金屬的過(guò)程中，造成了許多的“三廢”，即廢水、廢氣和廢渣。這就使得在實(shí)際的操作中，操作冶金機(jī)械的人員也常常面臨著有害氣體的吸入和危險(xiǎn)作業(yè)等問(wèn)題，這給他們的身體健康帶來(lái)了嚴(yán)重的損害。但是，在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中，利用人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)，提高了設(shè)計(jì)人員的重視，更加注重對(duì)操作人員的身體節(jié)能保護(hù)，從而使得設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，更加關(guān)注機(jī)械操作者的身心問(wèn)題，不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)化，改善工作環(huán)境，提高設(shè)備的自動(dòng)化水平，這就大大加強(qiáng)了設(shè)備設(shè)計(jì)在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，提高了設(shè)備在運(yùn)行中的安全性，從而大大加強(qiáng)了冶金工作效率，提高了機(jī)器的安全性，實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)過(guò)程中的安全生產(chǎn)。

1.3 綠色設(shè)計(jì)理念

當(dāng)前，隨著人們生活水平的提高，也越來(lái)越注重綠色環(huán)保的作用，這也給機(jī)械設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。綠色設(shè)計(jì)理論的宗旨是，在設(shè)計(jì)中，不能對(duì)環(huán)境造成威脅和破壞，在不斷提高機(jī)械設(shè)備工作性能的同時(shí)，能夠做到對(duì)環(huán)境的保護(hù)，在整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，始終關(guān)注綠色設(shè)計(jì)理念，并將其貫穿在整個(gè)過(guò)程中。這就要求冶金機(jī)械要盡量減少在使用中乃至杜絕對(duì)環(huán)境的破壞，這就需要在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員充分利用現(xiàn)代的科技手段，在材料的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的綠色環(huán)保功能，從而降低對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的共同發(fā)展。

2 現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方向

當(dāng)前，對(duì)于冶金機(jī)械而言，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，包含了動(dòng)力系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)以及操縱控制系統(tǒng)等。因此對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法被應(yīng)用在各個(gè)方面，并且在設(shè)計(jì)中應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法，可以實(shí)現(xiàn)冶金機(jī)械性能的提高。

在冶金機(jī)械工作中，其原理和性能都決定了在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須要不斷優(yōu)化各項(xiàng)流程，把現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法應(yīng)用到動(dòng)力和執(zhí)行以及操縱等系統(tǒng)中，使得子系統(tǒng)的功能不斷優(yōu)化和發(fā)展，從而促進(jìn)整體性能的提高。在當(dāng)前，針對(duì)冶金機(jī)械的各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的應(yīng)用主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

2.1 將CAD技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械組合部件的設(shè)計(jì)中

零部件組合設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要組成部分。在這個(gè)過(guò)程中，利用CAD技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各零部件的標(biāo)準(zhǔn)化，而且方便實(shí)施并行設(shè)計(jì)，加強(qiáng)CAD技術(shù)的應(yīng)用。可以使其運(yùn)用在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)中，能夠促使在機(jī)械的制造中，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)零部件的應(yīng)用，可以直接進(jìn)行組裝，省去中間的換件過(guò)程。這樣大大降低用于制造機(jī)械的成本，減少了費(fèi)用的消耗，從而使得在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中的效率得到了很大的提高。例如，在進(jìn)行冶金機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，直接利用CAD技術(shù)；在具體的進(jìn)行機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)時(shí)，可以應(yīng)用減速機(jī)，完成對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的組裝等。

2.2 綠色設(shè)計(jì)理念在降低冶金機(jī)械環(huán)境污染中的應(yīng)用

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也促進(jìn)了人們思想觀念的轉(zhuǎn)變。在冶金機(jī)械方面，隨著其規(guī)模的發(fā)展，人們不斷對(duì)其進(jìn)行探究，逐漸發(fā)現(xiàn)，將綠色設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要性。因此，在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，加強(qiáng)綠色理念的應(yīng)用，提高對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，不斷推動(dòng)生態(tài)效益的提高，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。以下對(duì)綠色設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用和方法進(jìn)行了總結(jié)，大致可以從幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：①在機(jī)械的設(shè)計(jì)中，盡量選擇那些綠色環(huán)保的材料，做到可回收利用，加強(qiáng)對(duì)材料的循環(huán)使用。使機(jī)械在發(fā)揮自己性能的同時(shí)，可以降低對(duì)環(huán)境的依賴，減少對(duì)環(huán)境的污染。②在機(jī)械設(shè)計(jì)中，綠色設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用還表現(xiàn)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要減少因?yàn)闄C(jī)械運(yùn)行產(chǎn)生的廢棄物。將機(jī)械在運(yùn)行中產(chǎn)生的“三廢”降到最低，從而減少對(duì)環(huán)境造成的威脅，減少機(jī)械在運(yùn)行中產(chǎn)生的廢棄物。這就需要在機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)整體意識(shí)，從各個(gè)方面進(jìn)行綜合分析，對(duì)系統(tǒng)不斷優(yōu)化。這也就更加需要設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能的提高。③進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，利用綠色設(shè)計(jì)理論，在設(shè)計(jì)中將機(jī)械的震動(dòng)強(qiáng)度降到最低，減少機(jī)械運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲污染，降低粉塵的生成，從而減少污染。這樣才能實(shí)現(xiàn)冶金環(huán)境的優(yōu)化，為設(shè)備操作者提供良好的工作環(huán)境。因此，在整個(gè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要選擇那些具備高減震性能的機(jī)械材料，利用具有較高隔振性能的彈性支撐，實(shí)現(xiàn)減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

當(dāng)前，在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中，利用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)理念和方法，其前提是當(dāng)前人們對(duì)環(huán)保理念的重視。設(shè)計(jì)人員認(rèn)識(shí)到了在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中，節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的必要性，它是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的必然產(chǎn)物，符合現(xiàn)代的可持續(xù)發(fā)展理念。因此，有必要對(duì)其進(jìn)行深入的探討和利用。

2.3 人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)在優(yōu)化機(jī)械設(shè)備運(yùn)行環(huán)境方面的應(yīng)用

當(dāng)前，在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中，利用人機(jī)工程設(shè)計(jì)，是“以人為本”理念的體現(xiàn)，它的使用使得機(jī)械更加人性化。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員將人體學(xué)原理作為設(shè)計(jì)的基本原理，防止在實(shí)際的機(jī)械操作中，操作者長(zhǎng)期依靠同一個(gè)姿勢(shì)，而對(duì)身體造成了負(fù)面影響；并且，在進(jìn)行冶金機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，人機(jī)工程的利用，可以使得自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，減少了在機(jī)器運(yùn)行中操作者的工作時(shí)間和工作強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程的優(yōu)化。

3 在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的趨勢(shì)

當(dāng)前，在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，常用的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論還有很多：比如優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法等。盡管在設(shè)計(jì)的初期，這些設(shè)計(jì)理論和方法的應(yīng)用存在著很大的差異；但是他們有著共同的特點(diǎn)，就是可以提高機(jī)械設(shè)備的整體性能，實(shí)現(xiàn)在整個(gè)環(huán)節(jié)的節(jié)能環(huán)保。當(dāng)前，在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中，因?yàn)槭袌?chǎng)不斷飽和導(dǎo)致行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，這就使得在實(shí)際的冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前的科技成果的綜合利用和創(chuàng)新有著重要作用，這也對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)創(chuàng)新提出了很高的挑戰(zhàn)。當(dāng)前，人工智能技術(shù)炙手可熱，獲得了快速的發(fā)展，這就需要在冶金機(jī)械中，及時(shí)地將人工智能應(yīng)用在設(shè)計(jì)中，并且在設(shè)計(jì)時(shí)，兼顧經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，把實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的安全和可靠性作為設(shè)計(jì)的前提，將更多現(xiàn)代的技術(shù)理念和方法用在機(jī)械設(shè)計(jì)的生產(chǎn)中。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，不斷提高冶金機(jī)械設(shè)計(jì)的有效性和科學(xué)性，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的節(jié)約，增強(qiáng)冶金企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。而且在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念和方法，可以大大提高冶金機(jī)械的性能，在實(shí)踐中可以進(jìn)行推廣和使用，并且進(jìn)行不斷地探索和優(yōu)化。