相对于标准机械而言,是可以根据企业需要量身定做的机械,可以实现标准机械所不能实现的一些功能,实现标准件不可能达到的产量,比如标准机械的产量小,你想加大产量,做非标设备就能做到,作为标准机械的辅助设备,已广泛应用于各行业。
非标机械设计中的力学应用
静力学分析:计算设备及零部件在静止状态下所受的力,如重力、摩擦力、支撑力等,确定其强度、刚度和稳定性,防止零件变形、断裂或设备倾倒。
动力学分析:研究设备运动过程中的力与运动关系,考虑惯性力、冲击力等,为传动系统、运动部件设计提供依据,保证设备运动平稳、准确。
材料力学性能:根据力学计算结果,选择合适力学性能的材料,如高强度钢用于承受重载的零件,铝合金用于要求轻量化且受力较小的部件。
有限元分析:利用有限元软件,对复杂结构或受力情况进行分析,得到应力、应变分布,优化结构设计,提高设计可靠性,减少试验成本和时间。
非标机械设计中的材料选择
金属材料:钢具有高强度、良好的韧性和加工性能,常用于承受重载和要求精度的零部件;铸铁成本低、耐磨性好,适用于制造机座、箱体等。
非金属材料:塑料质轻、耐腐蚀、绝缘性能好,可用于制造一些对重量、耐腐蚀性有要求的零部件,如输送管道、绝缘部件;橡胶具有良好的弹性和减震性能,常用于密封件、减震垫。
复合材料:碳纤维复合材料具有高比强度、高比刚度,可用于对轻量化和强度要求高的部件,如航空航天领域的非标设备部件。
材料性能匹配:考虑材料的强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性等性能与设备使用环境、工况的匹配度,如在高温环境下工作的设备,需选择耐高温材料。
非标机械设计案例分析
以某汽车零部件生产企业的非标自动化装配设备设计为例。企业要求设计一台能自动完成汽车发动机活塞、连杆等零部件装配的设备,提高装配效率和质量。
需求分析:与企业生产部门沟通,了解装配工艺流程、零部件尺寸和精度要求、生产节拍等。
方案设计:采用模块化设计,将设备分为上料模块、装配模块、检测模块等。上料模块采用振动盘和机械手实现零部件自动上料;装配模块利用伺服电机和夹具实现装配;检测模块使用视觉检测系统检测装配质量。
详细设计:对各模块的零部件进行详细设计,如计算夹具的夹紧力、选择合适的电机和传感器等。
制造与装配:选择专业的加工厂商制造零部件,严格把控加工质量,在企业现场进行装配和调试。
调试与优化:经过多次调试,调整装配参数和检测阈值,使设备达到预期的装配效率和质量要求。该设备投入使用后,大大提高了生产效率,降低了人工成本,保证了装配质量。