水輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)中的標(biāo)準(zhǔn)化及質(zhì)量管理

任哲釗 李俊杰 朱圓夢(mèng)

摘要：水輪機(jī)是一種以水力資源為動(dòng)力的機(jī)械設(shè)備，由于各個(gè)國(guó)家對(duì)于清潔能源的開發(fā)利用的重視，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。水輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)是一項(xiàng)需耗費(fèi)大量人力資源及時(shí)間的工作，為了保障產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造質(zhì)量，推動(dòng)水輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)零部件、設(shè)計(jì)程序、成套部件的標(biāo)準(zhǔn)化，是極其有必要的。而且，為了保障產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)極強(qiáng)對(duì)于設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量管理，編制設(shè)計(jì)基準(zhǔn)書，規(guī)范設(shè)計(jì)行為，加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程審核，減少設(shè)計(jì)缺陷。

關(guān)鍵詞：水輪機(jī);設(shè)計(jì)開發(fā);標(biāo)準(zhǔn)化;質(zhì)量管理

水輪機(jī)是水電站中的關(guān)鍵性設(shè)備，由多種機(jī)械部件組合構(gòu)成，通常放置于水電站水庫(kù)上游，借助水流沖刷旋轉(zhuǎn)獲得機(jī)械能，作為發(fā)電的動(dòng)力。由于不可再生能源的短缺，世界各國(guó)對(duì)于水力資源等清潔能源的開發(fā)和利用越發(fā)重視，這對(duì)于水輪機(jī)生產(chǎn)制造行業(yè)的發(fā)展是極為有利的。在這一社會(huì)背景下，水輪機(jī)生產(chǎn)制造企業(yè)應(yīng)該抓住機(jī)遇，推動(dòng)設(shè)計(jì)開發(fā)工作的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程的質(zhì)量管理，通過設(shè)計(jì)優(yōu)化，來提升產(chǎn)品開發(fā)制造質(zhì)量，擴(kuò)大產(chǎn)品銷售額，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)效益。

一、水輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化

1.水輪機(jī)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化

零部件的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)難度低，見效快，是水輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的第一步。在最初，水輪機(jī)中大直徑的螺栓、螺母等零部件沒有具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)師都是根據(jù)自己經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)的，隨著設(shè)計(jì)圖樣的增加，人們以大量圖樣為基礎(chǔ)，按照一定標(biāo)準(zhǔn)將之分類整理，形成了一系列的標(biāo)準(zhǔn)圖樣，逐步實(shí)現(xiàn)了水輪機(jī)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化?，F(xiàn)在，只要商家指定標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，無需提供設(shè)計(jì)圖樣，廠家就能夠生產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)的零部件，這樣產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)效率大大提升。

2.設(shè)計(jì)程序的標(biāo)準(zhǔn)化

當(dāng)水輪機(jī)零部件、設(shè)計(jì)過程、判定基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，設(shè)計(jì)師只需向相關(guān)軟件輸入機(jī)組規(guī)格要求、設(shè)計(jì)參數(shù)等，就能夠自動(dòng)生成整套設(shè)計(jì)圖樣，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作的自動(dòng)化，大大提升設(shè)計(jì)效率，減輕設(shè)計(jì)人員的工作負(fù)擔(dān)。這是設(shè)計(jì)工作的主要發(fā)展方向，現(xiàn)階段，受到設(shè)計(jì)工作模式限制，水輪機(jī)設(shè)計(jì)效率及質(zhì)量很難得到提升。水輪機(jī)設(shè)計(jì)工作會(huì)耗費(fèi)設(shè)計(jì)人員大量的時(shí)間與精力，設(shè)計(jì)師需將設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)思路用數(shù)據(jù)或公式表示出來，再進(jìn)行計(jì)算程序軟件的編排，流程復(fù)雜，要想實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)程序的標(biāo)準(zhǔn)化，難度大，目前有企業(yè)編制出了水輪機(jī)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，但是自動(dòng)生成的圖樣還需根據(jù)客戶要求進(jìn)行大量修改，工作效率仍然比較低。

3.成套部件的標(biāo)準(zhǔn)化

水輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化，是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，不過目前，其成套部件的標(biāo)準(zhǔn)化，比如說軸承、主軸、主軸密封等部件的標(biāo)準(zhǔn)化，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。比如說在燈泡貫流式水輪機(jī)中，就能夠?qū)崿F(xiàn)主軸、軸承、接力器、主軸密封、受油器等系列部件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)生產(chǎn)，只要確定了代表尺寸，就能夠得出其他同系列部件的尺寸，然后再由設(shè)計(jì)師根據(jù)客戶要求及自身經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，這樣既能滿足客戶要求，也能夠提高設(shè)計(jì)效率，設(shè)計(jì)質(zhì)量也能夠得到保證。

二、水輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的質(zhì)量管理

1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)書的編制

在展開水輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，設(shè)計(jì)人員會(huì)先進(jìn)行前期調(diào)查，明確客戶的需求，確定設(shè)計(jì)規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)，再進(jìn)行計(jì)算分析，確定參考圖樣的內(nèi)容，分析制造工藝，以及產(chǎn)品運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行等細(xì)節(jié)，來制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)設(shè)計(jì)工作流程，以工作經(jīng)驗(yàn)豐富設(shè)計(jì)人員的工作程序、工作方法、理論依據(jù)為基礎(chǔ)，全面整理成書面材料，編制成設(shè)計(jì)基準(zhǔn)書，能夠有效規(guī)范設(shè)計(jì)人員的行為，推動(dòng)設(shè)計(jì)程序及方法的標(biāo)準(zhǔn)化，從而提升設(shè)計(jì)工作效率和質(zhì)量。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)書中，應(yīng)該將規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算等技術(shù)內(nèi)容，以明確的文字、公式表述出來，制定設(shè)計(jì)規(guī)范和計(jì)算程序，作為水輪機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的行為準(zhǔn)則。

2.設(shè)計(jì)過程的審核

無法整體組裝進(jìn)行性能試驗(yàn)，意味著水輪機(jī)無法在設(shè)計(jì)、使用的中間階段，通過測(cè)試和試運(yùn)行，來發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在的問題，加以改進(jìn)，也就是說，水輪機(jī)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、生產(chǎn)質(zhì)量，將決定最終的產(chǎn)品質(zhì)量。在這種情況，水輪機(jī)的設(shè)計(jì)優(yōu)化格外重要，而設(shè)計(jì)工作的標(biāo)準(zhǔn)化，能有效提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。為了保證設(shè)計(jì)成果，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于設(shè)計(jì)過程的審核，建立專業(yè)化的審核系統(tǒng)（DR系統(tǒng)），把設(shè)計(jì)工作從設(shè)計(jì)合同內(nèi)容確認(rèn)到產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)安裝試驗(yàn)的全過程，分為DRO、DR1、DR2等多個(gè)階段，確立每個(gè)階段需要審議的內(nèi)容，由設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、品控等多個(gè)部門的人員參與進(jìn)來，討論產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行等過程中可能發(fā)生的問題，提出對(duì)癥解決措施，確保水輪機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量。

三、結(jié)語

水輪機(jī)大部分都是以半成品的形式銷售的，無法在工廠內(nèi)整體組裝進(jìn)行性能試驗(yàn)，所以，其設(shè)計(jì)質(zhì)量，將直接影響到產(chǎn)品使用的性能及體驗(yàn)，必須予以重視。每個(gè)設(shè)計(jì)人員都有著自己的想法和習(xí)慣，所以不同設(shè)計(jì)人員開發(fā)設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品各有特色，及時(shí)是同一種零件，也會(huì)出現(xiàn)不一樣的設(shè)計(jì)結(jié)果，要想實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)零件的批量化生產(chǎn)，就必須盡快時(shí)間零件和總成件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)開發(fā)，這樣才能夠提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，推動(dòng)技術(shù)資產(chǎn)的積累和傳承。而且，為了確保標(biāo)準(zhǔn)化程序的實(shí)施，應(yīng)該加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程的質(zhì)量管理。