機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化的未來發(fā)展

姜蘇蘇 錢海軍

摘要

從對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化的特點(diǎn)著手，分析了機(jī)械自動化系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，并指出了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化的未來發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì) 制造 自動化 發(fā)展方向

本文從對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化的特點(diǎn)著手，分析機(jī)械自動化系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，并指出了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化的未來發(fā)展方向。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化的特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化的發(fā)展，與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造有著十分顯著的差異性，即實(shí)現(xiàn)了自動化與智能化。這一方面的發(fā)展，不但極大地減小了相關(guān)工作人員的工作壓力，同時也在很大程度上實(shí)現(xiàn)了對機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精準(zhǔn)性與效率水平的全面提升，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率和性能水平有了大幅度的提高。機(jī)械設(shè)備制造與自動化是基于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展所新產(chǎn)生出的一種時代產(chǎn)物，是通過將多種現(xiàn)代化高新技術(shù)的有機(jī)結(jié)合所產(chǎn)生出的一種具有更加典型性系統(tǒng)化、智能化及高度精細(xì)化的技術(shù)手段?；趯Υ隧?xiàng)技術(shù)手段的充分運(yùn)用，能夠促使傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造所面臨著的產(chǎn)能不足、效率低下問題得以迎刃而解，并由此使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造能夠更加有效地滿足于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對生產(chǎn)力提升所提出的新要求。

2 機(jī)械自動化系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

伴隨著科學(xué)技術(shù)手段的快速化發(fā)展以及有關(guān)工業(yè)技術(shù)的持續(xù)促進(jìn)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動化取得了較大的發(fā)展成就，被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，本文舉例說明。

2.1 鍋爐汽包水位控制

2.1.1 單沖量控制系統(tǒng)

做汽包水位控制方式即針對給水途徑采取有效控制。單沖量即為汽包水位，在此方面的控制系統(tǒng)主要是在蒸汽負(fù)荷明顯增大之時，因假水位的存在控制器應(yīng)避免擴(kuò)大給水量，而應(yīng)關(guān)小控制閥開度，降低給水量。在假水位消失后，蒸汽量擴(kuò)大，送水量便會下降，水位劇烈波動，較易出現(xiàn)事故危險(xiǎn)。因而針對停留時間短、負(fù)荷波動大的狀況，系統(tǒng)較難有效適應(yīng)，水位難以得到有效保障。但是在小型鍋爐中，因水分在汽包內(nèi)停留時間較長，蒸汽負(fù)荷發(fā)生改變之時，假水位情況并不突出，安裝一定的聯(lián)鎖報(bào)警系統(tǒng)，便可有效確保操作過程的安全性。

如果所控制的對象汽包液位出現(xiàn)了下降情況，檢測變送器采用的是的壓差式，此時檢測的壓力也會變小，從而影響到檢測信號，使其變小。給定量與檢測量會存在偏差，并且檢測量會小于給定量，通過對二者進(jìn)行比較從而將其傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)氣閥由于壓力降低，開度打開從而使水量增加，水量增加則導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部汽包液位上升，回到原有的平衡位置，從而實(shí)現(xiàn)自動控制。

如果汽包液位上升，檢測變送器的類型依然是壓差式的，此時檢測到的會增大并且檢測信號造成影響，使信號增大。給定量與檢測量之間會存在差異，并且是前者要大于后者，通過對二者進(jìn)行比較后將其傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)器。膜頭輸入壓力會減小，水量此時就會相應(yīng)的減少，從而使鍋爐內(nèi)部汽液位降低，回到原有的平衡位置從而達(dá)成自動控制目標(biāo)。

此種調(diào)節(jié)方式的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，汽包容量較大，水位受擾動反應(yīng)較慢，適用于虛假水位不嚴(yán)重的場合。此動作對于鍋爐流量平衡而言是不正確的，在過程開始的時候就擴(kuò)大了蒸氣流量與給水流動波動幅度，使進(jìn)出流量不平衡增大。

2.1.2 冷卻器控制方案

以氨冷卻器控制冷卻劑流量控制方案為例，其原理即為借助于對傳熱面積的改變，來實(shí)現(xiàn)對傳熱速度的控制。采取這一種控制方案能夠?qū)崿F(xiàn)對冷量的充分應(yīng)用，且有助于保持良好的穩(wěn)定性，同時對于壓縮機(jī)入口壓力也不會造成不當(dāng)影響。然而這一種控制方案在靈活性上相對較差，蒸發(fā)空間無法得到有效保障，較易導(dǎo)致氣氨帶液并致使壓縮機(jī)受損。對此，可選用對物料出口溫度及液位實(shí)施串級控制的方案，應(yīng)用這一種方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對液位上限值的有限限制，確保蒸發(fā)空間充足。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化發(fā)展方向

3.1 機(jī)電一體化

機(jī)電一體化發(fā)展方向是目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化發(fā)展的一個主流趨勢，可被視作是對技術(shù)系統(tǒng)的升級。目前，在部分工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)得到了十分廣泛性的應(yīng)用，且效果十分顯著。機(jī)電一體化是基于原本的機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動化技術(shù)基礎(chǔ)上，利用機(jī)電一體化理論，來促使各種類型的機(jī)械與電子設(shè)備可被組合起來，并產(chǎn)生出一項(xiàng)通過電子控制的機(jī)械系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自動化與智能化的運(yùn)行。甚至可以說機(jī)電一體化便是對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，因而，機(jī)電一體化發(fā)展必將是未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)方向。

3.2 微型化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動化系統(tǒng)也越來越朝向微型化的趨勢所發(fā)展。以微電子機(jī)械系統(tǒng)為代表，其尺寸通常在1cm³以下，甚至還不斷向著微米、納米等更加微型化的級別所發(fā)展。微型機(jī)械自動化產(chǎn)品具有能耗低、體積小、運(yùn)動靈活等眾多優(yōu)勢特性，目前多被用于信息、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域當(dāng)中。微型機(jī)械自動化發(fā)展所面臨的主要問題即為技術(shù)不夠成熟，產(chǎn)品加工需用到精細(xì)加工技術(shù)，主要包括了蝕刻與光刻兩種技術(shù)手段。

3.3 智能化

智能化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動化技術(shù)所具備的一項(xiàng)關(guān)鍵性特征，同時也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動化與智能化和傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的根本差異所在。目前，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，智能化的特征表現(xiàn)的越來越明顯，但仍未能夠滿足于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，距離對人力資源的解放還有很長的一段路要走。然而，能夠基本確定的一點(diǎn)是，智能化即為機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動化發(fā)展的一項(xiàng)主流趨勢，在未來必將會實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的完全智能化，將人力資源徹底解放出來，自動實(shí)現(xiàn)對機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造與生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

總而言之，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化發(fā)展是提高工業(yè)生產(chǎn)能力與效率的重要措施方法，隨著當(dāng)前相關(guān)科學(xué)技術(shù)手段的快速化發(fā)展以及有關(guān)工業(yè)技術(shù)的持續(xù)促進(jìn)影響，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動化取得了較大的發(fā)展成就，被廣泛的應(yīng)用在了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，與此同時也呈現(xiàn)出了機(jī)電一體化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、綠色化等發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

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