机械结构优化设计分析_王永胜

3下 2016年 第9期（总第527期）

ＣＨＩＮＥＳＥ　＆　ＦＯＲＥＩＧＮ　ＥＮＴＲＥＰＲＥＮＥＵＲＳ

181Quality and Safety 【质量与安全】

一、机械设计的流程

机械设计是开发和研究的重要组成部分。设计人员在设计过程中，要提高自身设计水平，加快技术创新，为社会发展设计出质量优良的生产和机械。第一，要确立良好的设计目标。机械设计与开发要满足实际需要，能够发挥其自身功能。第二，要严格遵守设计标准和要求，对具体的内容进行提炼，从而有效设计任务和目标。第三，在承接设计任务书以后，要坚持合适的原则，明确设计责任；还要组织设计方案，对设计方案进行讨论，重视设计样品机械的关键环节和重要步骤，从而形成最初的设计。第四，要组建优秀的项目团队，对方案进行深入讨论，不断优化设计方案，控制方案变更。第五，要组织专家对设计图纸进行严格的审核，保证设计质量，在图纸完成交付以后，要针对存在的问题做好记录，为以后设计提供借鉴和帮助。第六，在机械创建完成后，要做好机械的验收，设计师要对机械进行检查，保证在发现问题时能够及时有效地解决，只有在质量验收合格后，才能进行最后的交付使用。第七，在机械安装过程中，设计人员要在安装现场进行全程的监督和控制，做好技术指导。第八，为保证机电和安装质量，要进行生产鉴定和调试，根据机械使用的效果进行合理的评价和鉴定。以上设计流程，缺一不可，需要设计人员不断提高自身设计水平，采用先进的设计理念，保证设计质量。

二、机械设计过程中需要注意的问题

第一，在机械制造阶段，设计水平直接影响到预期效果，甚至导致机械不能正常投入使用。因此，在设计过程中，设计人员要与制造人员协调，多深入生产现场，认真听取制造工人和设计人员的意见、建议，不断优化机械结构，提高机械的精密度。

第二，在机械安装和调试阶段，设计人员必须到施工现场，技术指导和监督安装，调试的全过程，及时发现和处理出现的各种技术问题。设计者要根据机械运行情况，获得第一手资料，验证机械设计的合理性。同时，设计师要提高自身处理现场问题的能力，合理评价机械和机械使用后的效果、质量。

三、做好机械结构优化设计的措施

1.明确设计思路。设计思路是做好机械设计的重要基础。为提高设计质量，设计人员要根据相关要求和目标进行初步设计，模拟多种设计草图，同时进行全面的分析和讨论，提高设计方案的合理性和可行性，不断增加草案修改的意见和建议，最后确定设计的相关方案。在设计图纸完成以后，设计师要与机械加工生产的单位进行沟通和交流，明确机械产品的设计思路，为下一环节的设计做好铺垫，打好基础。设计人员还要与生产经营单位进行互动交流，对设计过程中产生的纰漏或者问题进行记录，为以后机械产品的设计、开发提供借鉴和帮助。

2.机械优化设计与开发。在企业发展发展过程中，生产

是重中之重。而产品之间的竞争越来越激烈，对企业的生存和发展造成不小的威胁。因此，要提升产品的竞争力，保证产品的性能和质量。同时随着社会的发展，要求机器生产朝着高速、高效、低耗的方向发展，要重视设计对系统和周围环境的影响，提高机械设计的经济效益和社会效益。在机械优化设计过程中，要不断利用计算机技术，计算精密，实现机械设计的自动化，保证机械产品的质量。

四、仓储货架的设计

仓储货架是为了节省货物存放空间，增加库房利用率，由立柱、横梁、层板及其他附件组成的立体存储货物的设施。在货架设计中，首先，根据货物的重量、体积及库房的空间、搬运设备的尺寸、存取的便利性来选用货架。中型货架主要用于层载200～800kg，单件货物重量较轻，人工取货或使用登高车存取货，通道尺寸预留小。重型货架用于层载800～3000kg，货物较重，使用托盘由叉车或堆高车等搬运设备存取货物，通道尺寸预留较大。其次，确定货架的尺寸、层数、层载，通过这些参数计算确认立柱、横梁、层板的尺寸。立柱采用薄壁钢板经冲孔辊轧制而成，外形截面如图1所示，据其受载状态的不同，需分别按轴压构件和压弯构件进行计算，计算采用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018—2002）的相关公式。横梁为P 型梁（图2）或抱焊梁，首先计算横梁的截面形心，然后计算各惯性矩，计算弯曲中心的位置，梁的扭矩在两端最大，弯矩在跨中最大，所以分别在最大值处计算弯曲强度和扭转强度。取两者最大值计算出极限载荷，最后乘以安全系数得出横梁的最大承载载荷。横梁长度越长它的承载能力越差，所计算的数值在实际运用中要不断修改和完善。层板用于中型货架，重型货架不用层板，需将货物码放到托盘上，通过托盘放在货架上存取。

图1　立柱外形截面 图2 P 型梁外形截面

参考文献：

[1]李小刚,程锦,刘振宇,等.基于双层更新Kriging 模型的机械结构动态特性稳健优化设计[J].机械工程学报,2014(3):165-173.

[2]史凤兰.机械结构优化设计发展综述[J].中国科技信息,2010(22):134.

[3]李艳兵.机械结构设计的方法和基本要求[J].黑龙江科技信息,2007(24):4.

[4]汪久根.论机械结构的设计[J].教育教学论坛,2012(5):82-83.

（责任编辑：袁凌云）

机械结构优化设计分析

王永胜

（河北地龙仓储搬运设备制造有限公司，河北 石家庄　050021）

摘　要：机械结构优化设计具有综合性和专业性的特点，在设计过程中涉及方面很多，对设计人员的综合素质要求很高。因此，本文就结合实际情况，对如何做好机械结构优化设计展开论述。

关键词：机械结构；设计流程；优化设计

中图分类号：F293.3 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2016）09-0181-01

收稿日期：2016-01-23

作者简介：王永胜（1983-），男，河北鹿泉人，大专，助理工程师。研究方向：仓储货架的设计。