化工机械设计论文

今天小编为大家精心挑选了关于《化工机械设计论文(精选3篇)》仅供参考，大家一起来看看吧。摘要：随着我国经济的飞速发展，化工机械工业也得到了前所未有的进步。材料选择的合适与否直接影响着化工机械的整体质量，材料选择已成为化工机械设计的重中之重。鉴于此，本文将探究化工机械设计中材料选择，旨在为一线设计提供理论指导。

第一篇：化工机械设计论文

探析机械设计方法在矿山机械设计中的应用

【摘要】矿山机械设计在整个矿山开采工程中起到的作用是十分巨大的。本文阐述了矿山机械设计的重要意义以及矿山机械设计的要点，对现代设计方法在矿山机械设计中的应用进行了探讨分析。

【关键词】现代机械设计方法、矿山机械设计、优势、要点、应用

一、矿山机械设计的重要意义

在煤矿生产过程和其他类型矿产资源的开采过程中的环节十分复杂。而在这其中矿山机械设计的作用就显得尤为重要，更关系到矿山的安全生产运行。矿山机械设备是矿山整个开采过程的中坚力量，因此我们必须重视对矿山机械的设计研究。特别值得一提的是矿山机械设计的优劣还关系到整个生产过程的安全、效率和产出矿石质量。现阶段，我国经济飞速发展，科学水平也在不断提高，如何将日新月异的科技应用于矿山机械设计体系当中，是今后我们所要面对的一大重要课题。

二、矿山机械设计的要点

1、在矿山机械设计当中首推应以人文本的设计理念。任何一种机械设计理念中，必须要强调人的特殊作用。在整个以人为本的设计理念里还包括其他多方面内容，比如矿山机械由于其体型和功能的要求一般都会存在噪音大的问题。如何尽量的削减噪音对人体构成的伤害，依然是现阶段人们研究的首要课题。相关专家研究表明，人长期处于噪音当中，整个身体机能都会出现问题，其最容易看到的外在表现就是经常发生呕吐和眩晕现象。相关数据显示，一旦外在环境的音量超过八十五分贝，人体的整个大脑皮层就会处于兴奋和难以抑制的状态。这时，矿山机械的操作者因为这种噪音环境的影响就很容易发生事故。因此，在矿山机械设计中要以操作者即以人为本，尽可能的进行降噪系统的设计，尽量运用科学技术来进行合理降噪合理除噪。特别值得一提的是，现阶段我国矿山机械设计上的自动化程度还很不够，现在矿山机械设计要点应当放在方便舒适的操作系统上。尽量人性化设计好整个工作台的构造，再比如说操作台的位置，针对人体眼睛的最佳角度来设计操作台的角度。人的眼睛最佳视角是左右在六十度、上下三十度左右，尽量满足这个原则就可以有效的减轻操作者的疲劳感。

2、现代机械设计的高效性、安全性、智能性的特点，要求我们矿山机械设计人员一定要把握好这些，综合设计好人体的基本数据和生理指标，然后综合这些具体的数据和指标再结合实际需要来进行设计。这样，我们设计出来的方案才是完善的、符合人性化需求和现代生产需求的。

三、现代设计方法在矿山机械设计中的应用分析

1、仿生学设计技术在矿山机械设计中的应用。一件工业产品的具体设计会同时作用于技术、经济、艺术三个特定行业。因此，整个工业设计的基本理念应该满足这三方面的需求。下面让我们就这三方面的内容具体谈一下关于工业设计中仿生设计的具体应用。 (1)关于形态的仿生设计。在这方面笔者想要阐述的核心思想是形态仿生设计的来源都是大自然。大自然形形色色的生物为仿生设计提供了无穷无尽的素材。现代的优秀设计师就是从大自然中提取灵感，以生物的形态来对矿山机械进行系统的分析和设计，用生物的自然形态来获得更好的生产力来源。这点毋容置疑，物竞天择的自然生态法则决定了在自然界中存在的生物都有其适合生态环境的特殊能力。现阶段，形态仿生设计的理念越来越被现代矿山机械设计者所重视，通过系统化的分析和数据提取，更多的设计者完成了对矿山机械的生态外形改造，并应用于具体的矿山机械制造当中。(2)关于功能的仿生设计.所谓的功能仿生设计理念是通过对整个自然界的生物本身构造和功能进行系统的分析后提取数据，再根据矿山机械设计的具体需求加以功能性融合。功能仿生设计源于自然生物的本身，自然生物本身所具有的功能是我们值得借鉴和模仿的，并且可以最大限度的应用于当前矿山机械设计的需求当中。当这些自然功能和实际功能能够完美的融合之后就会衍生出现代矿山机械的新时期功能。这对于整个矿山机械设计技术而言具有的优势是无法估计的，也是今后矿山机械设计发展的方向之一。

2、绿色设计理念在整个矿山机械设计体系中的应用。(1)设计方法。矿山机械在运行中会产生很多有害物质，对自然环境产生直接的影响，比如矿山机械的配套动力设备大多都是柴油机，因为柴油機在工作中会出现较大的噪声以及排放较多的颗粒物，尤其是那种大缸径的柴油机，其产生的噪声以及颗粒物等都会对环境产生较严重的影响。所以对于矿山机械的绿色设计就是基于环保技术的设计。从整体系统的角度出发，绿色设计就是整个系统的核心所在，在矿山机械设计中就是针对其结构的设计，比如可拆卸的设计，以及对于选择材料方面、环境设计方面、包装设计方面的创新。其中的关键环节就是对于环境的影响评价，这一点是要贯穿在整个系统全过程中，主要用于企业矿山机械设备的战略性开发以及设计和制作过程。 评价指标体系的建立，主要可以从生态平衡以及废弃处理等几个方面。其中对于美观以及使用的舒适度、矿山机械的零部件和废弃部件的回收都是要贯穿在设计、制造以及使用和回收全过程中。因为对于矿山机械的设计以及开发中，在各个阶段其工作都是交叉进行的，所以就必须要建立一个完善的环境来让内部可以交叉运用。一方面，要把各类信息进行筛选后及时传达给决策者，另一方面就是有利于反复使用。 (2)矿山机械绿色设计中的技术。在矿山机械的绿色设计中，最为核心的技术主要有以下几点：第一就是针对数据管理的技术，第二就是针对建模以及仿真技术，第三就是针对评价方面的技术。关于数据管理技术，这里我们会提到一个术语，那就是Pdm，也就是数据管理技术是在对矿山机械进行绿色设计中一个关键的技术，也是在矿山机械整个生命周期中每个环节都需要的一种对于大量数据和信息，包括了绿色资源以及工程规范和技术文档等进行管理的技术，可以按照要求把数据或者信息传递给指定位置的指定工作人员。另一方面关于建模数字化仿真技术，为了可以达到在矿山机械中进行绿色设计的目的，可以通过大量收集和整理设计、运行中的数据和信息来建立矿山机械的生命周期模型。在建模的基础上可以实现在不同部门之间的协同合作，利用这种仿真技术来对矿山机械的开发和设计、制作和测试以及后期回收和二次处理等进行全方位的仿真，这样可以更好的发现其中的问题以便解决问题。再者就是绿色度的评价，对于矿山机械的绿色度的评价，除了有操作性的指标以及保养性指标之外，还有经济性的指标以及环保性的指标，在评价的过程中应该重点强调机械对于环境的负面影响，其中对于操作性的指标就是对传统的对于功能合理性以及安全性指标的综合;保养性指标就是对其可靠性的延伸;经济性指标中，包含了因为考虑矿山机械的绿色设计而有可能会增加的成本，比如说对于废弃物的处理等;环保性的指标就是在绿色设计中特有的评价体系，要对于矿山机械生命周期内的所有过程都进行全面的评价。

四、结束语

相对于传统设计方法有了长足的进步，与传统的机械设计方法相比现代机械设计方法有以下三个特点：高效性、安全性、智能性。相较于以往的生产需求层次，传统的机械设计方法已经无法满足现代矿山的生产需求。现代设计理念秉承着生态、智能、绿色的原则。

参考文献：

[1]毛银氚.浅谈机械设计技术的现状与趋势[J].装备制造技术.2012.

[2]周一鸣，索春英.浅谈自动化技术在机械设计中的应用[J].价值工程，2011.

作者：王旭伟

第二篇：化工机械设计中材料选择分析

摘 要：随着我国经济的飞速发展，化工机械工业也得到了前所未有的进步。材料选择的合适与否直接影响着化工机械的整体质量，材料选择已成为化工机械设计的重中之重。鉴于此，本文将探究化工机械设计中材料选择，旨在为一线设计提供理论指导。

关键词：化工;机械设计;材料选择

化工与人类的生活息息相关，在化工产品的生产过程中，机械设备起到非常重要的作用，机械产品的材料选择直接决定着机械设备的工作效率以及化工产品质量。在化学工业迅猛发展的今天，积极探究化工机械设计中材料选择，具有重要意义。

一、化工机械设计中材料选择的重要性

上世纪以来，我国化工行业得到前所未有的发展，在这一过程中，化工机械设备功不可没。随着我国以及全球化工行业的迅猛发展，机械设备的需求量不断增加，进而导致机械材料欠缺问题凸显。化工材料是机械设备的重要组成，是推动机械行业健康发展的重要作用。故而，在机械设计过程中，设计人员一方面需要关注材料的合理运用情况，一方面还需要从环境污染、竞技性等角度合理选择和利用材料，这也是机械设计行业将来发展必须重视的问题。只有充分认识到材料 选择对化工机械设备及化工行业的重要性，充分认识到材料选择方法的重要性，才能更好的开展机械设计工作，进而推动我国机械设计及化工工业的和谐发展。

二、化工机械设计中材料选择分析

要想合理选择化工机械材料必须让各个材料的优良性能以及机械零部件得到最优配合，从而更好的使用各项零部件的性质。但是，在化工生产过程中，还需要注意运行的经济成效、操作难度以及安全性等各种因素。在我国的机械材料市场上，如下材料应用较为普遍。

1.选择荷载型材料

在化工机械设计过程中，材料的荷载性能比较重要，必须考虑材料荷载这一指标。通常来说，材料荷载又可分为如下方面：第一，在外部荷载的作用下，机械零部件可能出现扭转等问题，这时候外部应力会直接集中在零部件表面，在这种情况下，材料表面的性能会直接影响着整个零部件的何在效果。故而，在具体材料选择过程中，如果机械零件需要承受较大的外部荷载力，就应该选择低碳钢调质或低碳钢渗碳等材料类型，通过这种方式全面提高机械材料的荷载能力以及机械产品的整体质量。第二，对于能够承担拉伸或伸缩的材料，这种情况下，外部荷载力通常会作用在横切面上，这样就需要横切面受力均匀的材料。在机械设计过程中，设计人员就可以关注性能分布比较均匀的各种材料，从而更好的保障机械设计、加工以及生产等作业的顺利开展。

2.合金钢与碳素钢的合理选择

玻璃钢密度在1.5-2.0之间，属于增强型塑料的一种，玻璃钢本身的耐腐蚀性不佳，很容易出现腐蚀老化等问题。如果需要使用玻璃钢，必须关注焊接点问题，强化涂刷防腐工作处理。随着化工行业的发展，在玻璃钢中加入酚醛树脂、环氧树脂等基体之后，其自身的抗腐蚀性能大大增强，其对于酸碱盐、各种油类、水、大气等均有良好的抗腐蚀能力。目前来说，我国主要是将加入树脂的玻璃钢作为通风管路、盐酸储罐以及凉水塔外壳等制作材料，应用效果良好。但需注意，玻璃钢的耐高温性能比较低，故而，不能将其作为长期高温运转的设备生产。

在低于160度以及低于0.5mpa的环境中，石墨有着良好的耐久性能和优良的抗腐蚀性能，在盐酸、硫酸等环境下，石墨的稳定性无变化。再加上石墨良好的导电性能，其在热交换器设计中得到广泛应用。但我们需要注意到，石墨的塑性以及耐正压强度较差，故而，不主张将其作为主要的化工材料。鉴于石墨的的耐负压性能，可以将其用在强腐蚀环境中作为低压换热设备或化工吸热设备应用。

三、化工机械设计中材料选择与应用的具体方法

1.参照机械零部件的工艺标准

在机械设计过程中，切削、铸造、焊接、热处理等各种处理工艺对于化工机械材料的要求不尽相同。例如，铸造工艺对于材料的收缩性与流动性要求较高;焊接工艺则强调材料的冷镦性与冲压性;切削工艺则应强调材料的切削可操作性;热处理工艺则强调材料的过热敏感性与淬透性。故而，在具体的化工机械设计过程中，必须参照机械零部件的工艺标准，零件是组成化工机械设备的基础，化工机械的顺利運行需要机械零件有很强的工作能力且价格经济。在优良的制作工艺基础上，尽可能的考虑降低制作费用，并积极选择通用型的零部件，这样能有效降低设计成本并简化设计过程。

2.关注材料的节能性与环保性

随着我国工业等经济发展的猛增，社会对于资源的需求量大幅度增加，大量的矿产资源等面临资源枯竭的局面。在这种情况下，我们必须关注材料的节能性与环保性。在可持续发展理念以及社会生态环境发展的今天，人们对机械设计工作提出了更高标准。故而，设计人员在化工机械设计过程中必须加强材料的选择，综合考虑材料的环保性与节能性，尽可能节约资源。例如，在化工机械设计铸件环节，一般来说，5%的铸件设计成本直接决定着80%的铸件生产成本。故而，设计人员在化工机械设计过程中，必须关注节能环保材料的使用，杜绝不合理的材料选择或浪费问题。不同的材料其自身价格也有所不同，机械设计人员应在机械设计过程中满足经济性要求，力求成本低、周期短，且使用效率高、燃料消耗少、使用范围广、维护费用低。这就要求设计人员选择标准、通用的零部件来保证质量、简化设计，并积极选择改进性能、提高质量的新材料与新结构，及时引入先进的设计工艺与生产装配工艺，减少零部件结构以及转动链种类。

3.加强化工机械设备的防腐保护

加强化工机械设备的防腐保护工作非常重要。例如，我们在机械设计或运用过程中会经常使用到Q235钢，这强酸碱等腐蚀环境中，这种类型的材料腐蚀速度非常快，即便利用了各种防腐蚀措施，也会因保护措施容易脱落等问题加剧腐蚀速度，进而大大降低设备的使用年限。首先，在机械设计过程中，需要设计防腐设计。在部分情况下，机械设备的外形均比较复杂，这就会导致机械积尘等问题，这就会导致易腐蚀等问题。故而，为了避免上述问题的发生，在设计社工机械设备时，需要考虑到如下问题：①尽可能简化化工机械设备结构，尽可能减少同一机械产品中不同材质材料的应用，另外，不同零件之间的配合也不能留有缝隙。②使用防锈漆涂抹在设备表面，这一环节非常重要。质量较好的防锈漆能有效隔离水汽和空气等腐蚀，需注意，如果设备结构比较复杂，也会影响防锈漆的涂抹。③在设计设备过程中，尽可能不要留下水汽淤积。在具体设计过程中，尽可能减少凹孔，如果必须留有凹孔，则应设计排水孔。另外，在具体焊接过程中，尽可能连续、不中断。

结语：

综上所述，本文以化工机械设计中材料选择的重要性为切入点，论述了化工机械设计中材料选择，并从零部件工艺标准、节能性与环保性 等角度，详细论述了化工机械设计中材料选择与应用的具体方法，多角度入手，以期更好的促进机械设计工作的高效开展。

参考文献：

[1]张晓娟，高纪明.机械设计中的材料设计方法探讨科[J].技致富向导，2015 (11)

[2]于秀云.曳引式电梯轮槽磨损及其检验检测探析 [J]. 中国化工贸易 ，2015(33)

[3]刁荣飞.浅谈机械工程及自动化技术的发展[J].科技创新与应用，2014(35).

[4]张帆.机械工程自动化技术存在的问题及解决措施[J].科技创新与应用，2015(33)

[5]唐桦林.浅谈自动化技术在机械工程中的应用[J].科技致富向导，2014(3)

[6]汪立国.机械设计中的材料选择及使用问题研究[J].科学技术创新，2017 (22)

[7]张兆峰.化工机械设计中材料的选择探讨[J].环球市场，2017 (23)

作者：李建伟

第三篇：浅析食品机械设计与普通机械设计的对比研究

【摘 要】食品机械属于机械的一种，其即具有普通机械设计的一般要求，又有其自身的特殊性。本文从普通机械设计的准则，分析了食品机械设计与普通机械设计的相同点，又从食品机械的特殊性，分析了对其进行设计的特殊要求，以提高设计者对食品机械设计的认知。

【关键词】食品机械;普通机械;机械设计

进行机械产品设计时，最重要的是实现机械产品的功能要求，其次在考虑其安全性能、经济性能、外观性能以及人机操作性等。食品机械作为机械的一种，对其进行机械设计时，既要满足普通机械设计的一般性要求，也要满足其特殊要求。本文将从其与普通机械设计共同性和特殊性两个方面进行分析。

1.食品机械设计与普通机械设计的共同性

食品机械与普通机械设计的共同点，可以从以下几个方面阐述：

1.1满足功能要求

一部机器的成功应表现为在预订的时间和环境内安全可靠的工作，并达到预期的目标。为此，要求组成机器的每一个零件都要满足强度、刚度、耐热性、耐磨性、抗氧化、抗腐蚀等性能。

1.2满足经济性要求

经济性是指机器的造价和适用都应满足价格低廉、利益最大化的要求，这是一项综合指标。在设计时应考虑制造材料、润滑剂、处理工艺和制造方法等的选择。

1.3满足安全性要求

在机械设计时，安全性是首要考虑的问题。机械运转出现的安全问题，源头正是来自于设计阶段，所以安全问题应在设计阶段解决。具体要求：a)技术设计问题不能由信息警告代替。技术设计问题是属于设计阶段应该解决的问题，不能以信息警告的形式出现在用户面前，信息警告只能起到提示和警告的作用，不能从根本上解决安全问题，设计者要认真对待;b)安全设计阶段应采取的安全措施不能遗留给用户这是设计者在设计时就需要解决的问题。

1.4满足造型美观和减少污染的要求

首先，设计的机器应该外观美观，形状合理，符合工业设计美学的要求;其次，要尽量的减少工作过程中造成的环境污染，主要是减少振动，降低噪音污染。

2.食品机械设计的特殊性

食品机械主要用来加工食品，其生产的产品大都与人类的饮食有关，故对其进行机械设计时，必须着重考虑食品安全问题，这也是食品机械设计与普通机械最大的区别，也是其特殊性的表现。要保证食品機械生产出的食品安全卫生，设计时必须注重以下几个方面：

2.1坯料的选择

任何机器的设计制造都需要选择合适的材料，材料的好坏在很大程度上影响机器的功能。但是具体的机械材料的选择要考虑的问题很多，包括成本和效益、安全性等问题。一般的机械制造的原材料会选择管材、板材、棒材和铸材等，因为铸造坯料的价格较低，成本低，利益大。但是国际上一般不会采用铸造坯料作为食品机械制造的原材料，特别是与产品接触的部件，这是因为铸造材料在使用过程中不可避免地出现气孔和裂缝，容易产生有害细菌，在食品生产过程中存在严重的安全问题，造成加工高质量的食品的合格率较低，反而增加了生产成本。实际上，对于产品直接接触的部件，一般选择锻件作为坯料，能够提高食品的质量和生产效率，不但能够提高生产单位的信誉还能带来更丰厚的利益。

根据产品种类的不同，食品机械的选材也不同。我国主要选择304或316材料，316材料价格高于304，即使如此，国际上一般采用316材料，因为它的品质更优良、更安全。例如，对于安全卫生要求极高的制药业，必须选择品质优良的316材料。中国的牙膏企业过去常采用铜材质的原料，近年来，随着经济的发展，现在高露洁公司已经采用316材料，其他公司采用的材料也在改善;但是在美国，要求牙膏产业要达到制药产业的要求，所以一直采用316材料。还有外国生产酱油的企业采用316材料，而在中国很多企业采用304材料，也基本满足要求。目前，像制药、牙膏、化妆品等这些高质量产业，都采用316材料。随着社会的发展，食品机械的选材一定会更加标准、更安全健康。

2.2润滑剂的选择

润滑剂是任何继续而运转过程中的必需品，能够减少机械摩擦、磨损，延长机械的使用寿命。一般机械需要的润滑油，只要满足机械正常运转的需要即可。但在食品生产过程中，润滑剂在遇到高温会挥发或发生泄漏等问题，可能导致食品与之相接触，影响食品的安全卫生，因此，润滑剂的选择至关重要。

食品机械有自己专用的润滑剂，具有以下三个特点：a)使食品机械具有抗氧化、抗高温、抗腐蚀、耐高湿度等的性能。b)对于有冲击或大载荷的生产，使机械具有承载冲击性负荷或大载荷的性能;c)对于易于产生微生物的食品生产，能够起到抑制微生物及细菌的繁殖的作用。例如，采用猪油、花生油等作为食品机械的润滑剂，很难达到专业润滑油的性能，抗氧化、抗冲击等性能差的多，最主要的在高温环境下，这些油脂容易发生变质，产生有害的微生物或细菌;在低温环境又可能凝固，润滑效果差 。

食品专用润滑剂一般分为：润滑油和润滑脂。润滑油一般有基础油和添加剂组成;润滑脂在润滑油的基础上加入稠化剂调配而成。

基础油通常有两种，一种是加氢裂解的矿物油，它的特点是含水、硫、芳香族少，有极强的可氧化性。另一种是人工合成的，不含芳香族，成分单一，抗氧化性强。添加剂的作用是为了加强油脂的某种性能，或添加其原本没有的性能。但是对于品质极好的油脂，添加剂的种类往往比较少甚至没有添加剂。此外，多数的添加剂都是有害物质，易污染食品，所以一般食品机械润滑剂不采用添加剂。稠化剂必须无色、无味、无害，一般为白色或奶白色，常用的稠化剂为复合铝基和复合钙基 。综上所述，改善食品机械润滑剂的性能有两个方向：一是寻找高性能的基础油;二是研究开发无毒无害的润滑油添加剂和稠化剂。随着各级的进步和食品加工业的发展，食品机械润滑剂也一定越来越优质。

2.3腐蚀和防腐蚀设计

啤酒、罐头、饮料和乳制品等食品生产中，会产生一些有机酸、酸碱溶液等，这些物质在与金属接触时可能产生腐蚀物，还可能发酵产生有害的微生物和细菌，这些腐蚀物有一部分会转移到食品中去，污染了食品。

食品机械生产过程中产生的腐蚀主要有：全面腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀、应力腐蚀断裂、腐蚀疲劳。

食品机械的材料选择直接影响食品的生产和产品的质量，还可以影响生产过程中腐蚀的出现，对材料选择的要求是：在所要求的生产环境下，具有耐腐蚀和高稳定性、不含有害成分、不能有影响食品的气味。另外由于不合理的结构设计而出现的不利因素会产生腐蚀或扩大原有的腐蚀，所以在设计中要遵守一定的原则：a)易于积液的地方设计成圆弧状，有利于堆积物的排出;b)承受载荷的地方设计成圆弧状，可以有效降低应力集中;c)结构设计尽量简单，便于防腐蚀检修;对于不可避免的金属之间的接触，可以用绝缘材料隔开;d)在流体速度快的地方，设计耐磨性好的挡板，减缓流体冲击产生的腐蚀;e)铆接、螺钉连接比焊接更容易产生腐蚀，焊接后的焊口处要注意打磨 。 [科]

3.结论

食品机械设计既要满足普通机械设计的一般性要求，如功能性、安全性、经济型等，还要考虑其特殊性，即保证生产出的产品安全卫生。笔者认为要保证食品机械生产出的食品安全卫生，设计时必须注重材料的选择、润滑剂的选择、预防腐蚀。

【参考文献】

[1]徐灏.机械设计手册(第 3、4 卷)[M].北京： 机械工业出版社， 1991.

[2]程凌敏.食品加工机械[M.北京：中国食品出版社，1988.

[3]胡刚，林洪，杨倩等.食品级机械润滑剂使用控制研究[J].轻工科技，2012(7)：136-140.

[4]李红坡，徐利阳，毕莹.食品机械专用润滑剂[J].润滑油，2012，27(2)：18-21.

[5]孙跃等，金属腐蚀与控制[M]哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.

作者：谈亮鸿