摘要：近些年來(lái)，隨著冶金機(jī)械的逐步發(fā)展和完善，冶金企業(yè)對(duì)于冶金機(jī)械的應(yīng)用需求也在逐步提高，因此，如何從設(shè)計(jì)入手，確保冶金機(jī)械的設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)于確保其后續(xù)制作過(guò)程及整體質(zhì)量均具有十分重要的意義。因此，本文重點(diǎn)就冶金機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的若干關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了探討，對(duì)于提高冶金機(jī)械的制作水平及生產(chǎn)效率具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：冶金機(jī)械,安全設(shè)計(jì),綠色設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)： TU972+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

冶金機(jī)械設(shè)計(jì)主要指的是從冶金機(jī)械的應(yīng)用需求出發(fā)，對(duì)其結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)原理、運(yùn)動(dòng)形式、能量傳遞形式、各零部件所用材料及其形狀和尺寸、潤(rùn)滑方式等各個(gè)方面進(jìn)行思考、計(jì)算、分析，并將這些進(jìn)行系統(tǒng)的描述，以便為冶金機(jī)械的制造過(guò)程提供依據(jù)，這樣的一個(gè)過(guò)程即冶金機(jī)械的設(shè)計(jì)。對(duì)于冶金機(jī)械設(shè)備而言，其設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)于各大冶金企業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展均具有十分關(guān)鍵的意義，甚至關(guān)系著其各個(gè)發(fā)展階段。由此可見(jiàn)，有必要針對(duì)冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究，以確保冶金機(jī)械設(shè)計(jì)的科學(xué)性及其合理性，從而為企業(yè)整體創(chuàng)新水平的提高奠定基礎(chǔ)。

一、冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中的安全性問(wèn)題分析

在對(duì)冶金機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)各類(lèi)危險(xiǎn)因素進(jìn)行全面考慮，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡量將不安全系數(shù)將至最低水平。具體而言，在冶金機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，小至零部件，大至整體結(jié)構(gòu)及性能，都必須采取有效的設(shè)計(jì)方式，以保障冶金機(jī)械使用過(guò)程的安全性及穩(wěn)定性。由此可見(jiàn)，冶金機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程的安全性問(wèn)題十分重要。例如，必須考慮到冶金機(jī)械周邊所存在的尖銳部分可能會(huì)對(duì)操作人員帶來(lái)的傷害，冶金設(shè)備放置的安全性，并對(duì)其他有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行限制。以下具體對(duì)冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中的安全性問(wèn)題進(jìn)行探討。

1、材料的選取及其設(shè)計(jì)

在對(duì)材料進(jìn)行選取時(shí)，必須考慮到設(shè)備的實(shí)際生產(chǎn)內(nèi)容，例如，設(shè)備材料的韌性、強(qiáng)度、抗氧化性、耐腐蝕程度等性質(zhì)同生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程是否相符。此外，還應(yīng)盡可能避免采用有毒材料、或者容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料，以防對(duì)設(shè)備操作人員帶來(lái)危害，注意慎重選擇材料。

2、按預(yù)定條件進(jìn)行設(shè)計(jì)

在對(duì)冶金機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)工作人員必須借鑒其他較為成功的設(shè)計(jì)案例，并對(duì)這類(lèi)設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程的重要因素進(jìn)行全面考慮，從操作人員的習(xí)慣及安全事故等經(jīng)驗(yàn)入手，將必要的安全措施視為設(shè)備不可分割的一個(gè)部分。這種設(shè)計(jì)即對(duì)冶金機(jī)械設(shè)備進(jìn)行預(yù)定條件的設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)諸如較為尖銳、可能傷害到人的部位，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量圓滑，防止出現(xiàn)過(guò)多的凸出部位，并進(jìn)行安全操作范圍及安全系統(tǒng)的設(shè)置。

3、注重以人為本

冶金機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的安全事故多數(shù)是由于人為操作不當(dāng)所造成的，例如，精神不集中、疲憊等。由于操作人員多數(shù)精力均放在了作業(yè)過(guò)程方面，因此，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注重設(shè)備設(shè)計(jì)得是否舒服。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注重“以人為本、安全生產(chǎn)。必須對(duì)設(shè)備操作過(guò)程中的高度、安全距離等進(jìn)行充分考慮，盡可能減少不必要的體力消耗。對(duì)設(shè)備各類(lèi)裝置進(jìn)行科學(xué)布置，以便操作人員能夠快速控制。對(duì)設(shè)備的位置進(jìn)行設(shè)置時(shí)，應(yīng)確保有關(guān)人員可以在足夠的操作空間內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作、維護(hù)及清潔工作。此外，還應(yīng)對(duì)設(shè)備周邊環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，配置相應(yīng)的照明設(shè)備等。

4、對(duì)控制系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)

設(shè)備使用時(shí)若突然脫離控制，將會(huì)對(duì)其生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)諸多不便，若此時(shí)操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，將會(huì)更加手忙腳亂，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此，為了防止安全事故的發(fā)生，在對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮全面，與此同時(shí)，還應(yīng)對(duì)有關(guān)電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，防止漏電等情況發(fā)生而釀成事故。

5、加設(shè)可靠的安全防護(hù)裝置

對(duì)安全防護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保其合理性，除了考慮設(shè)備的可靠性以外，還要加設(shè)雙重保護(hù)，例如，使用年限方面或者穩(wěn)定性方面應(yīng)確保機(jī)械設(shè)備的耐用性,設(shè)置事故裝置應(yīng)確保其合理性、規(guī)范性、方便性等,操作所需配套設(shè)備應(yīng)搭配齊全,此外，還應(yīng)設(shè)置安全緊急開(kāi)關(guān)等防護(hù)裝置。設(shè)備自身設(shè)置時(shí)應(yīng)注意如下問(wèn)題：未開(kāi)始工作就無(wú)法啟動(dòng)設(shè)備,對(duì)有關(guān)人員的操作安全距離及空間進(jìn)行明確規(guī)定，也就是說(shuō)，既能正常工作還能確保身體不會(huì)碰觸到正在運(yùn)行的部件,防護(hù)裝置與設(shè)備間應(yīng)存在一定距離，避免出現(xiàn)過(guò)強(qiáng)的摩擦而對(duì)設(shè)備以及防護(hù)裝置造成破壞,防護(hù)裝置應(yīng)具有固定的位置，不可隨意進(jìn)行設(shè)置,防護(hù)裝置必須具有足夠高的安全系數(shù)，以便對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效的保護(hù)。

二、冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中的綠色化問(wèn)題

冶金機(jī)械設(shè)計(jì)中的綠色化問(wèn)題主要包括以下方面：

首先，在進(jìn)行冶金機(jī)械材料的選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮到其環(huán)保性，選擇可回收的、易分解的、無(wú)污染或污染最小的材料,

其次，應(yīng)重視設(shè)備周邊環(huán)境的衛(wèi)生，避免機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)及噪音，常常進(jìn)行灰塵的清理,

再次，不可隨意對(duì)廢水廢氣進(jìn)行排放，排放前應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行處理,此外，應(yīng)進(jìn)一步提高維護(hù)維修技術(shù)，盡量減少維修次數(shù)，注重提高密封技術(shù)水平，避免出現(xiàn)各種泄露事故,

最后，在冶金機(jī)械的造型設(shè)計(jì)中也應(yīng)充分重視其環(huán)保性。

總之，在確保設(shè)備自身功能之外，盡量減少所投入的資源，防止污染產(chǎn)生，最終促使生產(chǎn)與環(huán)保兩者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

三、冶金機(jī)械造型設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)題分析

1、色彩的設(shè)計(jì)

色彩可以美化設(shè)備乃至整個(gè)環(huán)境，對(duì)造型缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)，并具有各種生理及心理作用，因此，是造型設(shè)計(jì)中十分重要的組成部分。由于色彩不會(huì)受到機(jī)械強(qiáng)度及剛度方面的限制，因此，是冶金機(jī)械造型設(shè)計(jì)過(guò)程中最為靈活的部分，這對(duì)于體型龐大、形狀約束較多的冶金機(jī)械而言相當(dāng)重要。在色彩設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)設(shè)備的功能進(jìn)行考慮，除了舒適性、易操作以外，還應(yīng)賦予其獨(dú)特的企業(yè)特色及時(shí)代氣息。冶金機(jī)械應(yīng)注重滿(mǎn)足操作人員的生理需求，如熱軋工人長(zhǎng)期面對(duì)的是火紅軋件，已經(jīng)對(duì)這種單一化的高亮度色彩刺激產(chǎn)生了疲勞，需采用同火紅色相互補(bǔ)的顏色來(lái)緩解這種視覺(jué)疲勞，軋件可采用湖綠色等色彩，但不應(yīng)過(guò)艷。

2、比例的設(shè)計(jì)

比例是否完美很大程度上關(guān)乎著整體設(shè)計(jì)的藝術(shù)美感。因此，在對(duì)冶金機(jī)械設(shè)計(jì)比例進(jìn)行明確時(shí)，必須從多個(gè)方面出發(fā)，進(jìn)行合理的安排和有效的協(xié)調(diào)。這些方面包括冶金機(jī)械結(jié)構(gòu)、功能、物質(zhì)技術(shù)水平、審美等。對(duì)于設(shè)計(jì)比例良好的設(shè)備而言，其不僅十分美觀(guān)、舒適，而且極易進(jìn)行操作。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)比例時(shí)，應(yīng)以具體情況為依據(jù)，可采用如下比例：一種是黃金分割比例，其同人類(lèi)的視覺(jué)特點(diǎn)十分吻合，也滿(mǎn)足了人類(lèi)的內(nèi)在比例。因此，此比例不僅和諧、優(yōu)美，還極富變化，既具有一定的規(guī)律，又給人以安全感,另一種是均方根比例，此比例也十分協(xié)調(diào)、優(yōu)美，既動(dòng)感又均衡，因而得到了十分廣泛的應(yīng)用。

3、注重造型設(shè)計(jì)的均衡性與穩(wěn)定性

均衡性與穩(wěn)定性不僅體現(xiàn)了冶金機(jī)械設(shè)備的形式美，更是設(shè)備設(shè)計(jì)滿(mǎn)足力學(xué)要求的外在體現(xiàn)。冶金機(jī)械通常體型龐大，若缺乏高度的穩(wěn)定性與均衡性，就很難從形象上來(lái)體現(xiàn)其生產(chǎn)的可行性、運(yùn)行的可靠性，極易為操作人員帶來(lái)一種不安全的感覺(jué)。尤其對(duì)于大型軋鋼設(shè)備而言，切忌隨意改動(dòng)平衡裝置等布局，但是，可通過(guò)裝飾部件、色彩、質(zhì)感等來(lái)補(bǔ)救，以獲取較好的平衡性及穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)滿(mǎn)足人們的審美觀(guān)，還應(yīng)滿(mǎn)足基本的設(shè)計(jì)原理，滿(mǎn)足力學(xué)方面的需求。

4、注重整體造型的協(xié)調(diào)統(tǒng)一性

冶金機(jī)械不僅擁有大量的零部件，還具有多種配套設(shè)備，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)必須強(qiáng)調(diào)各種零部件的共性及部分聯(lián)系，維持各機(jī)械、部件風(fēng)格、比例、尺寸、色彩等的調(diào)和，采用呼應(yīng)、過(guò)渡等手段將其統(tǒng)一在整體基調(diào)中，從而形成一個(gè)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的整體。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注重突出各部件的獨(dú)特性及個(gè)性，強(qiáng)調(diào)各零部件內(nèi)部間的聯(lián)系，確保其和諧統(tǒng)一。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，冶金機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中需對(duì)各方面問(wèn)題進(jìn)行綜合而全面的考慮，同時(shí)，還應(yīng)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，以人為本，確保比例、色彩、整體造型方面的和諧統(tǒng)一，從而為冶金機(jī)械設(shè)備的制作及后續(xù)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張世昌. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 天津:天津大學(xué)出版社,2009.

[2] 周先軍. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)改革思考[J]. 吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào),2010(12): 33-35.

[3] 劉素瑞. 綠色設(shè)計(jì)和綠色制造是機(jī)械行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 江蘇機(jī)械制造與自動(dòng)化,2009(4):8-9.