晏端秀

(益陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 益陽(yáng) 413000)

一次性機(jī)械設(shè)備主要的特征是設(shè)備的使用時(shí)間較短、重量輕體積小。較短的使用時(shí)間能使機(jī)械運(yùn)行始終保持良好的工作狀態(tài)，保持設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。由于中國(guó)在工業(yè)上的發(fā)展起步較晚，一次性機(jī)械的市場(chǎng)尚未被深入挖掘，設(shè)計(jì)體系并不完善，缺乏足夠的理論支撐。在目前的設(shè)計(jì)觀念中，一次性機(jī)械設(shè)計(jì)更加側(cè)重靜強(qiáng)度問(wèn)題，而忽視了機(jī)械運(yùn)行的其他問(wèn)題。針對(duì)以上狀況，本文將深入分析一次性機(jī)械的設(shè)計(jì)理念，因?yàn)橐淮涡詸C(jī)械設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。

1 一次性機(jī)械設(shè)計(jì)理念

正常的工業(yè)生產(chǎn)需要同時(shí)運(yùn)行多項(xiàng)機(jī)械設(shè)備保證生產(chǎn)的產(chǎn)量，而工廠也需要定期對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與檢查，確保機(jī)械運(yùn)行的安全性與質(zhì)量。一次性機(jī)械正是為了解決設(shè)備運(yùn)行的安全問(wèn)題，較短的使用壽命意味著更高的可靠性。為了降低一次性機(jī)械的使用成本，適當(dāng)?shù)奶嵘糠至慵哪途眯?，同時(shí)保持機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行安全，這樣才能使用機(jī)械為市場(chǎng)所接受，不斷的擴(kuò)大應(yīng)用范圍?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)理念與一次性機(jī)械設(shè)計(jì)理念的融合使一次性機(jī)械更加完善，推動(dòng)了一次性機(jī)械的不斷發(fā)展與完善，滿足了工廠對(duì)設(shè)備安全與生產(chǎn)效率的需求。

2 一次性機(jī)械特點(diǎn)

一次性機(jī)械區(qū)別于常規(guī)機(jī)械的差異之處如下。

2.1 使用特點(diǎn)

常規(guī)機(jī)械的使用壽命更長(zhǎng)，需要定期維護(hù)與檢查，無(wú)論是體積還是重量都比一次性機(jī)械大，使用的材料更加優(yōu)質(zhì)。一次性機(jī)械使用壽命較短，使用次數(shù)基本以一次為主，在特定的環(huán)境中承擔(dān)部分功能，體積小重量輕，使用的材料更加的輕便。

2.2 失效形式

常規(guī)機(jī)械由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)從而導(dǎo)致磨損過(guò)度，因此無(wú)法再繼續(xù)使用，常規(guī)機(jī)械的使用大多是長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)運(yùn)作。常規(guī)機(jī)械高周疲勞的載荷狀態(tài)的產(chǎn)生屬于現(xiàn)實(shí)生活中的正常狀況，在設(shè)計(jì)時(shí)也將這一狀況作為設(shè)計(jì)的考慮范圍之內(nèi)，本文指的疲勞破壞即高周疲勞破壞。一次性機(jī)械則無(wú)需考慮過(guò)度磨損的問(wèn)題，由于使用時(shí)間較短，只需要考慮一次性機(jī)械使用期間的靜強(qiáng)度與剛度問(wèn)題。

2.3 設(shè)計(jì)方法

常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)理論已經(jīng)形成了一個(gè)較為完善的體系，但一次性機(jī)械在設(shè)計(jì)方面的理論支撐不夠完善。使用一次性機(jī)械能夠確保在較短的使用期間內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的腐蝕或疲勞。疲勞破壞指的機(jī)械運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、靜強(qiáng)度極限大于交變應(yīng)力、屈服強(qiáng)度大于交變應(yīng)力、運(yùn)行負(fù)荷過(guò)重。在設(shè)計(jì)常規(guī)機(jī)械時(shí)，為了避免機(jī)械運(yùn)行產(chǎn)生疲勞破壞，靜強(qiáng)度極限與屈服強(qiáng)度大于許用應(yīng)力，這樣才能保證機(jī)械運(yùn)行的安全。疲勞破壞產(chǎn)生的重要條件之一就是過(guò)長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間，而一次性機(jī)械的使用壽命較短，因此在疲勞破壞產(chǎn)生之前就已經(jīng)退出工作，一次性機(jī)械設(shè)計(jì)只需要考慮機(jī)械的剛度。靜力破壞產(chǎn)生于屈服強(qiáng)度與強(qiáng)度極限小于靜應(yīng)力，是一次最大載荷作用下的破壞。一次性機(jī)械設(shè)計(jì)的使用環(huán)境與常規(guī)機(jī)械存在較大差異，不需要考慮一次性機(jī)械的疲勞破壞問(wèn)題，只需符合標(biāo)準(zhǔn)的靜強(qiáng)度，同時(shí)最大程度的降低一次性機(jī)械的體積與重量。

3 一次性機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 應(yīng)用前的模型測(cè)算

電動(dòng)一次性機(jī)械的設(shè)計(jì)與應(yīng)用環(huán)境更加復(fù)雜，需要不斷提升機(jī)械設(shè)計(jì)的整體實(shí)力，保證機(jī)械結(jié)構(gòu)的科學(xué)性與合理性，使用新型技術(shù)提升方案設(shè)計(jì)的可行性。比如，錐齒輪兒類設(shè)備的設(shè)計(jì)需要更加注重材料的處理，對(duì)使用的材料調(diào)制處理后再進(jìn)行正火處理，解決齒輪失效的潛在影響因素，對(duì)各類影響因素進(jìn)行一一的排查。吸取傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)上徹底解決齒輪使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生的機(jī)械問(wèn)題。采用數(shù)學(xué)的方式建立齒輪接觸面強(qiáng)度計(jì)算模型，精準(zhǔn)計(jì)算齒輪的使用壽命，展開(kāi)模擬計(jì)算。增加更多的材料接觸強(qiáng)度對(duì)比，根據(jù)計(jì)算模型對(duì)柔性類機(jī)械與材料進(jìn)行分析，獲得最佳的設(shè)計(jì)方案。

3.2 應(yīng)用前性能測(cè)試

經(jīng)過(guò)討論與反復(fù)驗(yàn)證，確定了最終的一次性機(jī)械設(shè)計(jì)方案，在正式投入生產(chǎn)前，需要對(duì)設(shè)計(jì)的一次性機(jī)械展開(kāi)性能測(cè)試。測(cè)試的主要內(nèi)容包括確定設(shè)備使用的最大負(fù)荷，同時(shí)確保減速器裝置的質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)采用直流機(jī)械的控制方式，一旦在檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生減負(fù)故障，需要對(duì)方案進(jìn)行再設(shè)計(jì)與調(diào)整，直至檢測(cè)全部通過(guò)，確保一次性機(jī)械使用的質(zhì)量，滿足市場(chǎng)對(duì)一次性機(jī)械的各項(xiàng)功能需求。要想提升一次性機(jī)械的設(shè)計(jì)水平，還需要不斷的總結(jié)與分析過(guò)往機(jī)械的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，了解一次性機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史，解決一次性機(jī)械的使用問(wèn)題與設(shè)計(jì)難題，加強(qiáng)學(xué)術(shù)界的理論研究，使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與提升設(shè)計(jì)方案的合理性與科學(xué)性。只有提高中國(guó)一次性機(jī)械的設(shè)計(jì)水平，才能推動(dòng)中國(guó)一次性機(jī)械的生產(chǎn)應(yīng)用，滿足企業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的追求。

4 結(jié)語(yǔ)

一次性機(jī)械的使用滿足了系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)荷需求，形成短期傳動(dòng)模式，使系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)期的保持負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)保持系統(tǒng)運(yùn)行期間的安全性，符合安全負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。一次性機(jī)械具有廣闊的市場(chǎng)前景，會(huì)在各個(gè)行業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中廣泛投入使用。為了滿足市場(chǎng)的潛在需求，一次性機(jī)械的設(shè)計(jì)理念應(yīng)當(dāng)不斷的與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代發(fā)展的步伐。