時間:2022-03-31 14:33:10
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工藝設(shè)計論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
此工藝采用醇提法進行,生產(chǎn)過程中使用的酒精需要回收并循環(huán)使用,其具體工藝流程為:首先將原藥材進行預(yù)處理后,投入到提取罐中,加入一定量酒精回流提取,然后收集提取液;提取液再經(jīng)過濃縮器進行濃縮,將濃縮液進行噴霧干燥后即制成中間體。物料衡算是設(shè)備選型的依據(jù),決定生產(chǎn)空間大小,在物料衡算基礎(chǔ)上進行合理生產(chǎn)安排,是防止多品種生產(chǎn)時產(chǎn)生交叉污染的基本手段之一。進行物料衡算之前,首先應(yīng)了解車間的年生產(chǎn)任務(wù)、生產(chǎn)班制、每班工作時間以及年生產(chǎn)時間等,根據(jù)計算可以得出此工藝原材料消耗量以及每個階段中間品的產(chǎn)量,最后選擇適合生產(chǎn)能力的設(shè)備(提取罐、濃縮設(shè)備、干燥設(shè)備等)進行匹配。
2平面布局工藝設(shè)計
以某中藥提取車間為例,根據(jù)提取車間的自身特點,將車間平面設(shè)計成矩形,這樣便于工藝設(shè)備的合理布置,便于安排通道及出入口,且能提供較多自然采光和自然通風(fēng)的墻面。
2.1垂直布局設(shè)計,節(jié)省占地面積,合理利用空間
從整體布局上考慮,以提取罐為中心,采用垂直布局模式,將整個車間分為3層(局部有4層),第1層主要由酒精回收間、出渣間以及公用工程房間組成,第2層主要為前處理間、提取操作間及生產(chǎn)輔助間,第3層為噴霧干燥區(qū)(D級潔凈區(qū)),主要進行浸膏處理操作。提取車間所使用的酒精回收裝置尺寸較大,高度較高,因此將酒精回收單元分3層布置,第1層布置酒精回收釜,第2層布置酒精儲罐,第3層夾層布置冷凝器、冷卻器等。在提取與出渣的設(shè)計上也采用垂直布局的方式,將提取操作區(qū)與出渣區(qū)分層布置,一方面保證出渣口的高度,便于藥渣的清除和轉(zhuǎn)運,另一方面減少出渣操作對整個生產(chǎn)區(qū)的污染。
2.2人、物流分開設(shè)置,避免交叉污染
物流主入口設(shè)在東側(cè),靠近前處理區(qū),原藥材通過貨梯運至第2層切斷、凈制、挑揀間進行前處理,然后至提取操作間進行提取,提取液經(jīng)濃縮、噴霧干燥后制成中間體。如此將人、物流分開設(shè)置,有利于避免造成污染和混淆。
3工藝管道布置
提取車間的工藝管道包括提取罐料液自循環(huán)管道、提取液輸送管道、濃縮液輸送管道、酒精輸送管道等。提取車間的工藝管道布置在符合GMP要求的前提下進行設(shè)計。管道設(shè)計可以采用明敷方式,以減少投資,并有利于安裝、操作和檢修。設(shè)計時,盡量做到管線短捷,管道必須有交叉和拐彎時,應(yīng)避免產(chǎn)生死角和盲管等。圖3為某提取車間的工藝管道布置圖,提取設(shè)備、泵以及儲罐分別沿南北兩側(cè)墻布置,中間留出運輸通道和操作空間,其工藝管道大多沿墻、地面或樓面進行敷設(shè),多條管路集中布置,并平行敷設(shè),做到整齊、美觀、易操作。管道上標(biāo)注有管道等級、管道號、標(biāo)高、物料名稱等。不同管道的相互位置,管道與墻壁、管道與管道之間的距離均參照化工管道相關(guān)設(shè)計規(guī)范進行確定。
4具體問題及解決方案
4.1投料操作不方便及解決方案
提取操作間的常規(guī)做法是將提取罐的罐耳掛在樓板上,投料口高出地面的高度給投料操作帶來了困難,需要搭建鋼平臺作為投料層,每次進行提取操作前,操作人員先上至鋼平臺,再將物料投入提取罐,這種做法的缺點是操作不方便,且操作周期長。為了解決上述問題,在設(shè)計時可考慮在提取操作間局部做降板,如圖4所示,使提取罐的投料口處基本與地面平齊,這樣操作人員可直接將物料投入其中。改進后的操作層兼顧了2種功能,即投料和操作可以同時進行,這樣使操作更加快捷,效率得到提高。
4.2出渣間污染及解決方案
中藥提取后的藥渣排放是中藥提取車間的一大難題。2010版GMP中指出:中藥提取后的藥渣如需暫存、處理時,應(yīng)當(dāng)有專用區(qū)域。為了更好地避免出渣間出現(xiàn)污染問題,設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點:
(1)出渣間與其他功能間最大限度隔離,直接對外開門,將其對生產(chǎn)區(qū)的污染風(fēng)險降至最低。
(2)出渣間不再設(shè)計貯渣功能,藥渣卸下后立即運走,每次出渣后立即進行全面徹底清洗。借助藥渣壓縮設(shè)備,將藥渣卸到料斗內(nèi),由壓縮機擠壓至原體積的1/2,擠壓所產(chǎn)生的污水由排污管道排入污水管,這樣不僅避免了藥渣和藥渣滴水造成的二次污染,同時由于藥渣體積壓縮而大幅降低了運輸費用。
(3)出渣間的墻面、地面宜采用瓷器類物質(zhì)貼面,既便于清洗,又能避免提供霉菌附著基。
(4)在滿足出渣口能打開及方便出渣車進出的前提下,出渣高度盡可能降低,避免飛濺的渣水造成二次污染。
5結(jié)語
1項目背景
大沙河上游段為長嶺皮水庫,雨洪資源已全部截蓄,經(jīng)過建成區(qū)的雨水均又受到不同程度的污染。經(jīng)測算,為維持河道基本生態(tài)水量,枯水季節(jié)需每天向河道補充水量,汛期基流量可滿足景觀水體要求。在無外水源補給的前提下,大沙河上游段綜合整治工程提出沿河新建截污管強化截污的同時新建1處污水處理裝置就地向河道補水的水質(zhì)改善方案。截污管按照截流7mm初期雨水設(shè)計,處理設(shè)施結(jié)合跌水布置于河堤外側(cè)地下,采用陶炭高效生物濾池工藝。通過新建的污水處理裝置對沿河截污管收集的雨污混流水進行處理,并向河道內(nèi)補水,以滿足河道生態(tài)及景觀用水。
2工藝選定
河道混流污水處理與純粹的市政污水二級處理廠原理相通,但由于邊界條件不同,在工藝選擇和流程設(shè)計上有較大區(qū)別。原因是它具有以下特點或制約因素:水量波動大。水量受季節(jié)、降水、流域內(nèi)人口數(shù)量及其生活習(xí)慣、流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、城市雨水和污水管網(wǎng)的機制及其狀況等等因素密切相關(guān),水量每天有變化,起伏較大。水質(zhì)不穩(wěn)定。水質(zhì)指標(biāo)的差值大,而且沒有均質(zhì)的條件。季節(jié)性洪水的沖刷對系統(tǒng)的破壞作用,處理系統(tǒng)要有足夠的穩(wěn)定性和相應(yīng)的機械強度抵御洪水的沖擊。受河道坡度、底質(zhì)(硬底或泥底)、底泥淤積狀況、河水泥沙攜帶量、河水流速、河道截面幾何形狀、河道周邊居民及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況等邊界條件限制。污水處理構(gòu)筑物受限,部分在城市二級污水處理廠必須的構(gòu)筑物和工序以及相關(guān)規(guī)范規(guī)定的參數(shù)無法達到或執(zhí)行。目前國內(nèi)外常用的污水深度處理方法主要包括傳統(tǒng)的物化混凝澄清和生物處理法。物化法在混合和絮凝反應(yīng)后附加沉淀、澄清、過濾、消毒等工序,可根據(jù)污染物去除要求進行靈活的調(diào)整,但占地大、加藥量和排泥量大。生物處理方法應(yīng)用較多的為生物膜法,如曝氣生物濾池(BAF)、生物接觸氧化等,也有用CASS等活性污泥法的。過濾工序有傳統(tǒng)的濾池(如V形濾池,多用于物化法)和各種新型填料過濾器,在需要時可以考慮微孔過濾(MF)或超濾(UF)以及更進一步的反滲透(RO)等膜濾工藝。根據(jù)本工程特點,即進水水量、水質(zhì)不穩(wěn)定,對工藝要求較高,且要求出水水質(zhì)較好、運行管理方便,比較好的處理方法是改良的生物膜法。生物膜法的主要設(shè)施是生物濾池、生物接觸氧化池等。針對該工程河道污水處理要求以及深圳類似已建成污水處理工程設(shè)計經(jīng)驗,工程工藝選擇陶炭高效生物濾池。
3工藝設(shè)計
陶炭高效生物濾池工藝是在傳統(tǒng)的生物濾池基礎(chǔ)上創(chuàng)新的污水處理工藝,它模仿自然土壤和水田對污水的凈化原理,利用自然的各種微生物對水進行凈化。該裝置中通過使用高效陶土復(fù)合木炭填料、石頭、木炭和塑料球填料作為凈化過濾材料,并通過科學(xué)的組合,充分發(fā)揮自然的生物化學(xué)和物理化學(xué)的作用,提高了裝置內(nèi)各種微生物和微小動物的綜合凈化能力,從而達到處理凈化污水的作用。該系統(tǒng)可以去除BOD(生物化學(xué)耗氧量)、COD(化學(xué)耗氧量)、SS(懸浮物)、LAS(陰離子界面活性物質(zhì)),同時也能有效的去除氨態(tài)氮。工程規(guī)模及目標(biāo):工程規(guī)模為1萬m3/d。水質(zhì)目標(biāo)為觀賞性景觀環(huán)境水體標(biāo)準(zhǔn)(河道類)。實際運行狀況大沙河上游段陶炭高效生物濾池處理裝置于2012年建成,運行至今,總體效果良好,經(jīng)受住了旱雨季的檢驗,為大沙河上游段就地削減污染負(fù)荷、補水水源發(fā)揮了積極作用。經(jīng)檢測,實際出水指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計出水指標(biāo),達到娛樂性景觀環(huán)境用水標(biāo)準(zhǔn)(河道類)。
4結(jié)語
大沙河上游段陶炭高效生物濾池處理裝置是在傳統(tǒng)的生物濾池工藝的基礎(chǔ)上進行一定的創(chuàng)新,將接觸曝氣池改造成接觸曝氣池+陶炭生物濾池,該工藝的處理效率較傳統(tǒng)工藝有所提高。該處理設(shè)施工藝耐沖擊負(fù)荷好,能夠適應(yīng)進水水量波動及水質(zhì)變化,處理河流混流污水具有一定的優(yōu)勢。該處理設(shè)施可單元化布置,可整體埋置于地下,可結(jié)合河道岸坡綠地布置,不影響河道景觀。
作者:洪忠單位:深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計院
關(guān)鍵詞:鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水;工藝設(shè)計;現(xiàn)狀
1污水處理廠對鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水的處理工藝流程
污水處理廠對城鎮(zhèn)生活污水采取的是分級處理方式。一級處理是對污水進行最基本的初步處理,主要是通過過濾、沉淀等比較普遍的方式除去污水中的懸浮顆粒以及膠狀物質(zhì),并初步調(diào)節(jié)生活污水的pH值,城市生活污水經(jīng)過一級初步處理仍然達不到國家污水的排放標(biāo)準(zhǔn),需要進行后續(xù)的二級處理。采用生物處理方法對城鎮(zhèn)污水進行二級處理,目的是除去生活污水中溶解有機物,還可以將一級處理中過濾干凈的懸浮顆粒和膠狀物一并分解除去。城鎮(zhèn)生活污水經(jīng)過二級處理后基本可以達到國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。但為了使污水得到進一步的凈化和處理,降低污水對人體和生態(tài)環(huán)境造成的損害與破壞,需要進行城鎮(zhèn)生活污水的三級處理。三級處理是對經(jīng)過二級處理后的污水的再凈化,該過程會發(fā)生一些物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)以及生物反應(yīng),最終達到除去溶解在污水中的有機物、不容易進行生物降解的有機物、礦物質(zhì)、氮磷化合物、病原體以及其他類物質(zhì)。城鎮(zhèn)生活污水經(jīng)過污水處理廠的三級處理后就可以達到工業(yè)用水的基本要求,如果處理過程比較嚴(yán)格,就會獲得更好的處理效果,理想狀況下亦可當(dāng)作生活用水供城鎮(zhèn)居民使用。
2我國主要的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝
2.1淹沒式生物膜工藝
目前,淹沒式生物膜工藝被廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)生活污水的處理過程中,處理效果較為明顯。淹沒式生物膜工藝中的生物載體主要是由具備彈性的生物環(huán)填料、球形懸浮狀填料以及軟性填料組成,曝氣池中生物的存在狀態(tài)有兩種,分別是懸浮狀態(tài)和固定狀態(tài),選用該種工藝進行城鎮(zhèn)生活污水的處理需要進行后續(xù)的再次沉淀,目的是進行固液分離。該工藝的主要優(yōu)點:(1)生物種類和生物量較多,對污水的處理能力較強,處理效果也較好;(2)對污水的水質(zhì)和水量變化的適應(yīng)性較強,工藝性能比較穩(wěn)定,不易被破壞;(3)成本費用較低,操作簡便,易于運行。綜上所述,淹沒式生物膜工藝具有低耗能、高效率、無二次污染的優(yōu)點,是處理城鎮(zhèn)生活污水的最佳選擇。
2.2氧化塘處理工藝
氧化塘處理工藝也是當(dāng)前用的較為廣泛的一種城鎮(zhèn)生活污水處理工藝,是利用水中天然存在的各種藻類植物和具有分解作用的微生物對城鎮(zhèn)生活污水進行處理,發(fā)生一系列的需氧、厭氧生物反應(yīng)的天然或人工建造的池塘。該工藝是通過天然的生物凈化作用達到對生活污水進行處理的目的。該處理工藝的優(yōu)點:氧化塘的修建是在現(xiàn)有河道的基礎(chǔ)上進行,投資成本低,而且可以利用處理后的污水進行水生植物和生物的養(yǎng)殖,從而實現(xiàn)處理后城鎮(zhèn)生活污水的再利用。不足之處:對城鎮(zhèn)生活污水的處理效率較低、占據(jù)較大的空間面積,更嚴(yán)重的是該工藝的設(shè)計和操作一旦出現(xiàn)問題,很容易造成水體的二次污染,使水資源滋生大量的蚊蟲等危害人體健康的生物。
3污水處理技術(shù)的發(fā)展重點
3.1高效率、低成本的污水處理技術(shù)
由于我國仍是發(fā)展中國家,經(jīng)濟發(fā)展尚不發(fā)達,我們現(xiàn)在的主要資金還是運用到了經(jīng)濟發(fā)展方面,在污水排放量一天天增加的同時,我們的污水處理技術(shù)卻不能以相同的速度提高,盡管政府已把部分資金投入到污水處理技術(shù)方面,但是還相差甚遠,先進的設(shè)備成本過高,迫使許多政府機構(gòu)放棄投資。因此我們需要努力爭取更大的支持、加大污水處理的投資,但也不能僅靠擴大投資來增加更多的污水處理,我們需要利用有限的投資提高污水處理的規(guī)模及標(biāo)準(zhǔn),研究開發(fā)低成本、低投資、高效率的污水處理新技術(shù)和新設(shè)備,這將是我們未來發(fā)展的首要任務(wù)。
3.2大力發(fā)展污泥處理技術(shù)
在我們處理城市污水的同時,勢必會產(chǎn)生許多的污泥,且污泥中含有的污染物濃度更高,所以處理好污泥也是我們處理污水的最重要的工作之一,可是怎樣才能處理好污泥,這對我們發(fā)展中國家來說是一個很大的難題。我國的有關(guān)環(huán)保部門規(guī)定,因污泥量中含有大量的有毒有害物質(zhì),如果不處理就會對環(huán)境產(chǎn)生極大的影響,因此污泥必須進行妥善的處理。因城市污水產(chǎn)生的污泥含水率極高,所以在污水處理的過程中產(chǎn)生的污泥量也特別多,雖然我們不能阻止污泥的產(chǎn)生,可是我們可以讓污泥量減少:一是我們可以從源頭去減少污泥量的排放,這樣在污泥處理中也會減少費用;二是對處理污泥量的力度提高,但是第二種方法是我們大多數(shù)人不能接受的,因為這樣會使成本更高,所以我們都會選擇簡單、節(jié)省成本的第一種方法,這就需要我們?nèi)ラ_發(fā)更為有效的技術(shù),以解決污泥處理的問題。
4結(jié)語
我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水的處理任重而道遠,只有加大對污水處理的重視,才能保護生態(tài)環(huán)境,促進和諧社會的發(fā)展。隨著經(jīng)濟發(fā)展的越來越快,我們可以使用的水資源也會越來越匱乏,而我國的污水處理技術(shù)水平非常有限,我們需要進一步去開發(fā)新的技術(shù)和新的設(shè)備,這樣我們的生活環(huán)境才會改善,我們的生活質(zhì)量才會提高,我們的社會經(jīng)濟才能源源不斷地得到發(fā)展。
作者:馬三貴 單位:河南恒安環(huán)保科技有限公司
參考文獻:
1設(shè)備安裝設(shè)計的重要性
化工工藝是將原材料進行一系列化學(xué)反應(yīng)變化之后,使其轉(zhuǎn)化成為最終的化工產(chǎn)品,在這個轉(zhuǎn)化的過程中,就必須要借助化工設(shè)備來確保化工工藝能夠順利實現(xiàn),并在保障化工安全生產(chǎn)上起到了重要作用,因此,在進行化工工藝設(shè)備安裝設(shè)計的過程中必須要堅持科學(xué)合理的原則。在進行設(shè)備安裝設(shè)計時,要對化工產(chǎn)品的各種特性加以充分考慮,并綜合各種因素來完整設(shè)備的安裝設(shè)計以及調(diào)整工作。化工生產(chǎn)中,勢必會涉及到易燃、易爆以及腐蝕性有毒的化工生產(chǎn)原料以及半成品等,要考慮化工產(chǎn)品對設(shè)備的影響、化工產(chǎn)品所選用的原料、設(shè)備及萃取劑等,另外,設(shè)備的使用性能也會直接受到安裝質(zhì)量的影響,因此,設(shè)備設(shè)計在化工工藝中顯得尤為重要。
2具體的設(shè)備安裝工藝設(shè)計
在化工工藝設(shè)計中,設(shè)備安裝涉及范圍廣,內(nèi)容繁雜,是首先要考慮的重點設(shè)計。(1)車間設(shè)備的布置設(shè)計在進行化工設(shè)備安裝設(shè)計中,保證車間設(shè)備科學(xué)布置特別重要,譬如吊裝孔設(shè)備的設(shè)置,若化工廠房長度超過36m,那么吊裝孔設(shè)備的地點就應(yīng)當(dāng)選在和廠房中間距離較近且靠近墻壁的位置;若廠房長度不長,建議將吊裝孔設(shè)備設(shè)置地點靠近來靠近山墻一端,在進行吊裝孔設(shè)備位置選擇時還應(yīng)當(dāng)考慮一些其他因素。總而言之,設(shè)備安置要遵循化工生產(chǎn)線優(yōu)化組合、能源就近利用以及安全性原則,為化工車間的生產(chǎn)經(jīng)營營造一個寬敞整潔的環(huán)境。(2)操作臺以及設(shè)備支架的設(shè)計支架是化工工藝設(shè)備安裝過程中的必要設(shè)備,機械設(shè)備以及儀器等設(shè)備在安裝的過程當(dāng)中都需要借助不同類型的支架,通過支架的合理設(shè)置來保證設(shè)備安裝后穩(wěn)固牢靠。為保障設(shè)備安全運行,在進行支架設(shè)計時需要重點關(guān)注操作臺以及支架的質(zhì)量,充分考慮支架的承載質(zhì)量能否滿足設(shè)備需要,是否堅固耐用。(3)化工設(shè)備的保溫在化工設(shè)備安裝設(shè)計過程中,除了上述兩點需要考慮之外,還必須要將設(shè)備所處的環(huán)境考慮在內(nèi),其中,設(shè)備保溫就是十分重要一個方面。在生產(chǎn)過程中,若設(shè)備保溫設(shè)計不合理,設(shè)備放置不當(dāng),外界的環(huán)境影響就會更加明顯,若一旦超出環(huán)境溫度的限值,就可能會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)功能減弱,進而影響化工設(shè)備的正常運行,降低化工設(shè)備的生產(chǎn)效率,嚴(yán)重情況還可能導(dǎo)致安全事故,因此,加強設(shè)備保溫設(shè)計非常重要,在進行工藝設(shè)計的過程中必須要重視保溫設(shè)計。(4)設(shè)備安裝技術(shù)說明設(shè)計化工設(shè)備安裝設(shè)計中,順序非常關(guān)鍵,設(shè)備安裝的固定和防治標(biāo)準(zhǔn)也很嚴(yán)格,因此,在安裝過程中要對需要注意的地方做好解釋說明,設(shè)計說明要簡明達意,清晰明了,可操作性強。
3化工設(shè)備安裝的工藝設(shè)計
設(shè)備安裝設(shè)計是化工設(shè)備工藝設(shè)計的重點,是對各種資源進行整合利用,以創(chuàng)造一個整潔通暢的生產(chǎn)環(huán)境。在設(shè)備安裝設(shè)計的吊裝孔環(huán)節(jié),必須綜合考慮各種因素,具體分為:
3.1化工設(shè)備的吊裝孔位置設(shè)計
(1)位置設(shè)計。在設(shè)計中,,必須考慮到安裝廠房的實際構(gòu)造,設(shè)備裝置的吊裝口必須設(shè)計相應(yīng)的位置,要在后一層的布置設(shè)計中反映出吊裝孔的位置,確保在相同位置垂直設(shè)置基礎(chǔ)建筑;在不影響安裝質(zhì)量的前提下,縮短吊裝孔與檢修設(shè)備之間所處的位置。最后,一定不要忽略最底層的設(shè)備布置,吊裝孔區(qū)域內(nèi)不可以進行設(shè)備的設(shè)置,以便確保設(shè)備從這個地方出入方便。(2)構(gòu)造形式設(shè)計。在設(shè)計中,可以將敞開式吊裝和閉式吊裝兩種設(shè)備吊裝口的方式組合運用,取長補短,不僅要方便上下聯(lián)系,還要增加泄壓面積,根據(jù)廠房具體情況而設(shè)計。
3.2規(guī)范進行設(shè)備安裝檢修
在進行設(shè)備安裝設(shè)計中,,安裝位置與水平運輸通道的距離一定要全面的、準(zhǔn)確的測量,以確保設(shè)備順利得送入。在設(shè)備安裝時要充分考慮該樓層的起吊位置與下一層需要安裝設(shè)備的起吊位置之間的關(guān)系,為做好設(shè)備的檢修工作留有余地,并確保其吊裝設(shè)計安裝的合理、科學(xué)。
綜上所述,化工工藝設(shè)備安裝設(shè)計中,設(shè)備的安裝位置以及安裝過程的設(shè)計非常重要,這是確保化工工藝順利實現(xiàn)的前提保障,直接影響到設(shè)備的維修質(zhì)量和效率,因此在進行化工設(shè)備安裝工藝設(shè)計時需要綜合各種因素,確保設(shè)備安裝科學(xué)合理,保障化工生產(chǎn)安全有序的進行。
作者:夏剛 單位:江漢油田分公司鹽化工總廠
參考文獻:
1.1成形工藝
(1)材料。
所用材料為碳素鋼,抗拉強度、屈服強度分別為375~460MPa、215MPa,伸長率為21~25%。由于該材料強度符合標(biāo)準(zhǔn),且斷面收縮率、伸縮率等塑性指標(biāo)均較高,經(jīng)退火處理,可得到較小的rmin/t,所以適合彎曲成形。
(2)表面與側(cè)邊質(zhì)量。
油孔夾環(huán)形狀復(fù)雜,由直線及圓弧構(gòu)成。為方便批量制作,厚度設(shè)計為0.5mm,如表面存在裂紋、劃傷或側(cè)邊存在冷作硬化、毛刺等缺陷,則制作中易開裂。因此,制作時可首先清理毛刺,將表面朝向彎曲凸模,以此獲得更小的rmin/t。
(3)板料纖維方向。
零件的折彎線與纖維方向應(yīng)垂直,可得到更小的rmin/t。制作彎曲件排樣時,應(yīng)考慮經(jīng)濟性因素,將彎曲線與纖維方向的夾角控制在30°以上。而對于生產(chǎn)批量、尺寸標(biāo)注等,均應(yīng)符合工藝標(biāo)準(zhǔn)要求。綜上所述,產(chǎn)品彎曲工藝良好,可采用彎曲成形方法加工。
1.2仿真分析
在過去,模具設(shè)計主要依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗與設(shè)計資料,所以校核計算比較粗略,且不完整、不全面,無法客觀反映模具的真實工況。模具制造完成后,往往需反復(fù)實驗、返修與改進,甚至造成模具報廢,損失較大。因此,在模具設(shè)計階段,如可應(yīng)用有限元技術(shù),將各種工況全考慮在內(nèi),比如模具應(yīng)力、應(yīng)變等,則可保證模具的安全性,延長其服務(wù)年限,進而保證產(chǎn)品質(zhì)量。采用有限元技術(shù),可考慮擠壓中的多重因素,獲得可靠的力學(xué)參數(shù)。本次模具設(shè)計中,成形夾塊、凸模等模塊均采用有限元分析。其中,紅色區(qū)域為應(yīng)力、應(yīng)變最大值,藍色區(qū)域為其最小值。而其它顏色區(qū)域介于兩者之間。應(yīng)力分析模擬圖中能夠看到,應(yīng)力荷載最大值在彎曲圓角位置,這一位置的應(yīng)力荷載大小未超出材料的應(yīng)力承受范圍,因此不會出現(xiàn)凸模形變。合力位移在彎曲圓角處的最大,這一位置的合力位移大小同樣未超出零件制作材料的承受范圍,與設(shè)計要求相符合。凸模應(yīng)變模擬圖中可知,應(yīng)變最大值位于彎曲部分的連接處,應(yīng)變也未超出承受范圍,可滿足作業(yè)時的工況要求。同理,夾塊應(yīng)力、合力位移與應(yīng)變均在允許范圍內(nèi),符合設(shè)計規(guī)范的要求。
2模具設(shè)計分析
2.1模架與導(dǎo)向分析
模具可選用中間導(dǎo)柱模架,采用一次彎曲成形工藝來確保產(chǎn)品的精度符合要求。同時,為了減少制作成本,需選用標(biāo)準(zhǔn)模架。模具包括滑動導(dǎo)向組件、模柄、蓋板、下模座與上模座。其中,上模座由斜楔、墊板組成,這些組件之間由定位銷及標(biāo)準(zhǔn)固件進行連接,形成一個完整的工作體。為了方便夾塊磨損時的更換,成形工作體由成形夾塊、燕尾滑塊等連接,且通過彈簧拉伸復(fù)位。此外,為了保證復(fù)位過程中的穩(wěn)定與平衡,可布置4根對稱的拉伸彈簧,確保拉伸復(fù)位的精度與力度。
2.2定位與導(dǎo)向分析
本文設(shè)計的彎曲模為燕尾滑塊、導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式,是把滑座固定于燕尾滑塊上,而滑輪接收來自斜楔的作用力,以此能夠運動。而在定位方面,該彎曲模設(shè)計成為定位換擋結(jié)構(gòu)形式,工件與定位板間保留了一定的間隙,而其尺寸大小,由板料形狀、板料尺寸決定。
2.3卸料與壓料分析
本彎曲模采用一次彎曲成形方式,在彎曲成形過程中,具有壓料作用的零件包括凸模、芯子與成形夾塊,可在很大程度上確保工件的尺寸精度。卸料過程中,應(yīng)將斜楔提升一定高度,方可開始卸料,此時凸模停留在下死點,所以在設(shè)計時,應(yīng)保證凸模固定板與墊板的安全距離,使其可沿固定方向作用在卸料圈上,實現(xiàn)預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。
2.4模具動作的過程
模具動作過程為:在成形夾塊上放上坯料,隨著壓力機滑塊的下降,后斜楔會沿后蓋板下降,以此帶動滑輪、卸料棒與卸料圈向后移動。其中,壓力機滑塊保持下行,凸模壓坯料,彎曲成U形后,滑輪接受來自兩側(cè)斜楔的作用力,可向成形夾塊中間移動,將坯料彎曲成形。同時,連接于雙動液壓缸上的芯子,在作用力下可出現(xiàn)一凹圓。卸料過程:壓力機滑塊上升,斜楔回上,在卸料彈簧作用下,凸模保持不動,安全距離為30cm,之后成形夾塊、滑座在彈簧作用力下移動回原位。同時,后斜楔開始上上,在拉簧作用下向前移動,完成卸料。
3結(jié)語
一、提升對機械制造工藝的關(guān)注度
目前,我國大多數(shù)的機械制造工藝能力培養(yǎng)均為對學(xué)生的培養(yǎng),社會對機械制造工藝的關(guān)注度直接影響著機械制造工藝設(shè)計人才的培養(yǎng),對此,應(yīng)當(dāng)提升對機械制造工藝的社會關(guān)注。目前,我國很多高校較為注重機械制造工藝人才的培養(yǎng),然而社會對機械制造工藝的關(guān)注度仍需進一步提升。在社會職業(yè)技能培養(yǎng)過程中,應(yīng)當(dāng)加強對機械制造工藝能力的宣傳,注重機械制造技能的培養(yǎng),提升機械制造工藝的社會關(guān)注度,培養(yǎng)機械制造工藝設(shè)計能力。
二、營造良好的機械制造工藝設(shè)計社會環(huán)境
機械制造工藝能力的發(fā)展一定程度上會受到機械制造工藝社會環(huán)境的限制,對此,應(yīng)當(dāng)營造良好的機械制造工藝設(shè)計社會環(huán)境。相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)注重機械制造工藝社會環(huán)境建設(shè),為機械制造工藝設(shè)計人員提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和實踐操作條件,提升機械制造工藝設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)。同時,相關(guān)部門也有注重對機械制造工藝相關(guān)社會資源的管理,特別是機械制造工藝相關(guān)企業(yè)資源,確保機械制造工藝相關(guān)社會資源的科學(xué)、合理利用。此外,企業(yè)也應(yīng)當(dāng)注重自身機械制造工藝與相關(guān)社會資源的有機結(jié)合,為機械制造工藝能力的培養(yǎng)提供場所,提升機械制造工藝設(shè)計能力培養(yǎng)實效。
三、注重對企業(yè)設(shè)計研究的投資管理
在培養(yǎng)機械制造工藝設(shè)計能力過程中離不開資金的保障,企業(yè)在培養(yǎng)機械制造工藝設(shè)計能力方面的資金投入和管理直接影響著機械制造工藝設(shè)計能力培養(yǎng)成效,對此,應(yīng)當(dāng)注重對企業(yè)設(shè)計研究的投資管理。企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強在機械制造工藝設(shè)計能力培養(yǎng)方面的資金投資管理,確保培養(yǎng)資金落實到位,為機械制造工藝能力培養(yǎng)提供經(jīng)濟支持,確保機械制造工藝設(shè)計能力培養(yǎng)各項工作的順利開展,為機械制造工藝設(shè)計培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才。同時,企業(yè)應(yīng)當(dāng)注重對機械制造工的管理力度,注重機械制造工藝管理制度的改革和創(chuàng)新,滿足社會對機械制造工藝的需求。
四、結(jié)束語
為進一步培養(yǎng)機械制造工藝設(shè)計人員的機械制造設(shè)計能力,應(yīng)當(dāng)了提升機械制造設(shè)計人員的專業(yè)知識和能力、計算機輔助工具使用能力以及實踐操作能力,提升機械制造工藝設(shè)計力量;同時,也應(yīng)當(dāng)不斷提升對機械制造工藝設(shè)計的關(guān)注度,為機械制造設(shè)計營造良好的社會環(huán)境,并注重對企業(yè)設(shè)計研究的投資管理,構(gòu)建機械制造工藝設(shè)計的社會環(huán)境,提升機械制造工藝設(shè)計能力培養(yǎng)實效。
作者:吳剛單位:遼陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院
沃頓•埃謝里克,1887年出生在美國費城,并在那長大,藝術(shù)與手工藝的學(xué)習(xí)經(jīng)歷相當(dāng)豐富。自中學(xué)始,埃謝里克便接受了手工制作訓(xùn)練,還曾在賓夕法尼亞的工業(yè)藝術(shù)學(xué)校及當(dāng)?shù)氐拿佬g(shù)學(xué)院分別研修過繪畫、版畫和油畫。1920年始,埃謝里克的創(chuàng)作興趣逐漸轉(zhuǎn)向版畫,并迷戀上了木版雕刻,瘋狂地雕刻400塊木板,為9本書做過插圖設(shè)計。在此過程中,他悄然地對家具雕刻產(chǎn)生濃郁的興趣,并為之付諸實踐。1926年,他的木工雕刻作品在紐約的惠特尼辦了展覽,隨后建立了以有機的、手工藝家具設(shè)計為主的工作室。兩年后,他意識到家具設(shè)計不能僅局限于表面裝飾,而應(yīng)象雕刻那樣,注重造型。自此,他開始試圖使用不對稱手法,菱形、長條形等幾何形進行家具設(shè)計、制作。不久后,他成功地實現(xiàn)了家具設(shè)計、制作極具雕刻化的目標(biāo),極大地縮小了藝術(shù)和工藝之間的差距。二戰(zhàn)前,他的家具設(shè)計主要受立體主義和裝飾藝術(shù)的影響,二戰(zhàn)后則逐漸以美國早期家具和斯堪的納維亞家具為設(shè)計來源,隨后埃謝里克的家具作品呈現(xiàn)以平滑、頗具美感和線條多變?yōu)闃?biāo)志的藝術(shù)特征[2]。1970年,83歲高齡的埃謝里克仍在堅持家具設(shè)計創(chuàng)作,毫不夸張地說,他為家具設(shè)計傾注了畢生的精力。可以說,創(chuàng)新精神和為解決手工藝、藝術(shù)、設(shè)計三者完美融合的問題而不懈實踐的探索精神一直貫穿其整個家具設(shè)計歷程。總的來看,沃頓•埃謝里克的家具設(shè)計作品主要表現(xiàn)為極富手工藝個性美、設(shè)計手法雕刻化及設(shè)計形式有機化等藝術(shù)特征。
2沃頓•埃謝里克家具設(shè)計的藝術(shù)特征
2.1極富手工藝個性美
起初,沃頓•埃謝里克的家具制作幾乎完全利用傳統(tǒng)手工木工工具完成,如手工鋸、刨子和鑿子等。1926年由于業(yè)務(wù)量的增加,他建立了自己的工作室并采用小型的機械化設(shè)備,如曲線鋸、圓鋸機等,但一些家具作品的重要部件仍舊依靠手工完成。為了拓展家具造型的表現(xiàn)手段,他還吸納了當(dāng)?shù)卦∶竦哪竟すぞ摺2捎檬止ぶ谱鞯募揖咦髌罚O(shè)計師可以精心地選擇所需材料,即使是帶癤疤的木材,對于手工制作都具良好的可控制性,所用工具可以很好地去適應(yīng)設(shè)計的需要,避免了工業(yè)化生產(chǎn)出現(xiàn)的以設(shè)計適應(yīng)機器而影響設(shè)計細(xì)節(jié)的問題[3]。可以說,埃謝里克的大部分優(yōu)秀的家具作品大都依靠手工完成,極富手工個性,辨識度強。其一,在手工加工過程中,尊重材料本身的色澤、肌理和質(zhì)地之美的的自然流露,幾乎不對材料的表面裝飾處理。此外,甚至選用極為質(zhì)樸的皮革與木材混合使用,可謂渾然天成。其二,手工家具在立足實用功能的基礎(chǔ)上,還追求觀念、情感的表達與傳遞,盡量賦予家具一定的思想或意義,從而使手工家具成為一種信息交流的媒介,向人們傳遞自己的思想或情感,這些信息或清晰或隱晦,如馬車輪扶手椅(圖1)。馬車輪扶手椅的框架選用山胡桃木,椅面和靠背為皮革編織而成,部件間依靠木釘和鐵釘連接固定。家具通體均保持了胡桃木和皮革兩材質(zhì)本身的原始面貌,流露出材質(zhì)的自然之美。這種自然之美以一種新的藝術(shù)形式呈現(xiàn)于家具設(shè)計中,從設(shè)計理念到設(shè)計作品均體現(xiàn)一種崇尚自然美學(xué)的設(shè)計觀,是對傳統(tǒng)木工文化的一種繼承和發(fā)揚[4]。值得注意的是,椅子的扶手為獨特的半車輪造型,它似乎在無聲地訴說一個故事,又或是在傾訴設(shè)計師對簡單、輕松的理想生活狀態(tài)的向往之情。總的來說,這件家具作品選材質(zhì)樸天然,線條均稱、比例協(xié)調(diào),制作簡約、純凈,體現(xiàn)了設(shè)計師埃謝里克奉行自然、實用美學(xué)的設(shè)計觀。
2.2設(shè)計手法雕刻化
客觀而言,沃頓•埃謝里克是一位現(xiàn)代主義者。由于早期版畫藝術(shù)的經(jīng)歷和受羅馬尼亞裔雕刻家布蘭諾西•康斯坦丁及其他藝術(shù)家的影響,經(jīng)過數(shù)年的藝術(shù)實踐和經(jīng)驗的積累,在其近40歲時,開始轉(zhuǎn)向家具的雕刻藝術(shù),從此,他找到了合適的藝術(shù)表現(xiàn)媒介——木質(zhì)家具,其藝術(shù)領(lǐng)域完成了從二維平面藝術(shù)向三維雕刻藝術(shù)的華麗轉(zhuǎn)變。沃頓•埃謝里克曾說:“furnituredoesnotneedsurfacedecorationbut,likesculpture,itshouldstandonshapealone.”。他是這樣說的,也照此付諸實施。在其家具制作中,雕刻不再局限于傳統(tǒng)的使用,僅為家具表面裝飾所用,而是創(chuàng)新性地轉(zhuǎn)向于家具的造型。設(shè)計手法出現(xiàn)雕刻化的傾向,注重原創(chuàng)和簡潔明快的抽象幾何造型。自此,埃謝里克的家具作品開創(chuàng)了一種全新的面貌——極具雕塑意味。出于家具雕刻的需要,在材料方面,他鐘情于木材,如胡桃木、烏木、橡木及紅木等;在造型方面,慣于采用非對稱性、棱角分明的幾何線條;在功能方面,雖然家具作品的藝術(shù)性很強,甚至更像雕塑,但始終兼顧實用功能,只不過將藝術(shù)性置于首位,功能性退居其次。埃謝里克有別于傳統(tǒng)的設(shè)計觀和家具雕刻化的創(chuàng)新性設(shè)計手法極大地縮小了藝術(shù)與手工藝之間的鴻溝,也使得不同藝術(shù)領(lǐng)域的元素之間產(chǎn)生流動并極好地將兩者融合于家具設(shè)計中。他創(chuàng)作的樂曲柜(圖2)和樂譜架(圖3)均具上述特征。樂曲柜于1931年為費城管弦樂隊首席小提琴家亞歷山大•希爾斯伯格所設(shè)計的。鋒利的線條、不規(guī)則的塊面和雕塑感十足的藝術(shù)特征逐漸成為埃謝里克家具設(shè)計的標(biāo)志性符號。另一件作品樂譜架的設(shè)計中,樂譜被放在有略彎橫桿的柵格架上,兩根豎桿有一定夾角,與前支撐桿在同一直線上,穩(wěn)定性是由靠后的第三條腿保證的,三角形的下托板把它們連接在一起。外形基于黑板架,截去頭部的“A”字在樂譜支撐框上多次重復(fù)。圓弧的邊緣,彎曲的線條和梯形的腿部,使之頗具流動感而又極為精致,看起來非常適合于樂譜架[5]。胡桃木和櫻桃木樂譜架具有雕刻的特質(zhì),由實木構(gòu)件結(jié)構(gòu)形成的空間是它成功的主要要素。
2.3設(shè)計造型有機化
二戰(zhàn)后沃頓•埃謝里克的家具設(shè)計風(fēng)格發(fā)生重大轉(zhuǎn)變,拋棄戰(zhàn)前生硬線條、棱角分明的設(shè)計表現(xiàn),繼而轉(zhuǎn)向平滑、柔和線條的造型語言。這種轉(zhuǎn)變有三方面的重要歷史原因,其一,由于戰(zhàn)爭的原因,人們心理受到?jīng)_擊而變得脆弱、消極,對未來生活不再樂觀,開始抱怨以包豪斯為代表的典型功能主義家具設(shè)計的刻板、冷漠,進而尋求一種柔和、有機且富人情味的設(shè)計。其二,紐約現(xiàn)代藝術(shù)博物館多次主辦了“優(yōu)良設(shè)計”設(shè)計競賽,這極大地促進了一種具有自然形式的“有機現(xiàn)代主義”設(shè)計風(fēng)格在美國的出現(xiàn)。其三,約上世紀(jì)50年代始,美國逐漸認(rèn)知并接受北歐的家具設(shè)計,樸素有機、自然親和的北歐家具在美國備受歡迎和青睞。需指出的是,早在20世紀(jì)30年代,沃頓•埃謝里克就創(chuàng)造性的在家具有機造型方面進行過探索。1935年,在大型書架的設(shè)計中,雖然依舊沿襲了非對稱設(shè)計元素的表達,然而,菱角分明的邊緣被軟化,平坦的家具表面經(jīng)扭曲處理而使得設(shè)計形式、肌理更具有機意味,散發(fā)出強烈的生命感,表現(xiàn)出極強的藝術(shù)張力。只不過,這種探索積累到二戰(zhàn)后受多方面的影響而變得尤為顯著,其中最典型的例子為三足高登(圖4)。制作于1970年的三足高凳選用楊木和山胡桃木,自然色澤及質(zhì)感顯露無疑,凳足及其之間的連桿均呈棒形,凳面為前窄后寬的流線曲面。線條柔和多變、設(shè)計流暢,呈現(xiàn)自然、親和且富人情味的藝術(shù)特征。沃頓•埃謝里克的家具有機化創(chuàng)造了一種接近接近自然的設(shè)計語言,其創(chuàng)作可謂是一種自然創(chuàng)作的集中體現(xiàn),將自然元素融入家具中的高尚追求實乃為滿足人的身心同自然相結(jié)合的強烈訴求。對于家具設(shè)計,一些設(shè)計師往往強調(diào)創(chuàng)作意圖的表現(xiàn)和個人情感的宣泄,有時根本沒有站在服務(wù)對象的立場上去考慮問題[6]。可貴的是,埃謝里克的有機家具設(shè)計不僅彰顯了設(shè)計的人性化,以人為本、尊重消費者的情感,而且還契合了家具設(shè)計的綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的時代要求。
3結(jié)語
1.1排水干燥工藝
荔灣31氣田登陸管線口徑大、距離長、高差大,干空氣干燥的時間較長,如果采用常規(guī)的機械清管排水之后再利用干空氣干燥的方法,需要具有很大處理能力的制取干空氣的設(shè)備,而且能耗較大。如果采取機械清管排水之后再進行真空干燥的方法,因平臺空間限制導(dǎo)致真空泵等設(shè)備只能布置在陸地終端,在長距離管線一端采用真空泵抽吸時氣體流阻較大,干燥效率低,干燥時間長。如果采用機械清管排水之后再進行干燥劑干燥的方案,工期較短,但干燥劑用量較大,經(jīng)濟性低,干燥效果難以保證。這是因為,干燥劑干燥在排水之后單獨進行,第一個清管器之前只有少量水存在,清管器前方的大量空氣是可以壓縮的,清管器前方氣體流量難以調(diào)節(jié),而且因荔灣31氣田登陸管線起伏較大,清管器運行很不平穩(wěn),清管器過度磨損后容易造成試壓水的后竄、空氣的前竄以及干燥劑的泄漏,降低了干燥劑的干燥效率。根據(jù)荔灣31氣田海管的投產(chǎn)要求及現(xiàn)場條件,設(shè)計了排水干燥工藝:排水與干燥劑干燥合并一次完成,并借助凝膠進行密封,利用露點不高于-60℃的干空氣推動水基凝膠和干燥劑組成的清管列車進行排水干燥。排水和干燥合二為一更容易使管道干燥成功的原因為:第一個清管器之前有大量水存在,產(chǎn)生較大的水柱壓力和摩擦阻力,使清管器運行平穩(wěn);同時由于水是不可壓縮的,因而管線末端的節(jié)流閥可以很好地起到調(diào)節(jié)流量的作用,使清管器運行不會超速,減小清管器的磨損。另外,研究表明干空氣與干燥劑干燥合并能夠較大程度地縮短工期,加快投產(chǎn)進度,帶來時間效益與經(jīng)濟效益[5]。
1.2排水干燥清管列車布置方案
荔灣31氣田海管的清管列車主要實現(xiàn)除鹽、排水及干燥等功能。通過對常用干燥劑的物性、干燥能力、毒性和安全性等方面進行研究對比,篩選出三甘醇作為荔灣31氣田海管干燥所用的干燥劑,清管列車依次有淡水車廂和三甘醇車廂,并用干空氣推動。為防止三甘醇竄漏,在淡水車廂與三甘醇車廂之間放置水基凝膠車廂用于密封和。清管器的間距是由所需介質(zhì)的體積決定,同時為了防止清管器之間由于介質(zhì)泄漏發(fā)生碰撞,相鄰清管器的間距不能小于200m。干燥劑的用量及段塞數(shù)對干燥效果的影響至關(guān)重要,每段三甘醇段塞的體積由經(jīng)驗公式計算獲得,為12877m3。取每段三甘醇段塞體積為130m3,即長度約為330m時能夠滿足每段段塞長度不小于200m的要求。根據(jù)工程經(jīng)驗,為保證干燥效果,使用三甘醇段塞的個數(shù)不小于3段,計算得到的清管后各段的三甘醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表1,可見最后一段的三甘醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到了96%以上,說明使用3段體積為130m3的三甘醇段塞可以保證干燥效果。
根據(jù)上述計算結(jié)果設(shè)計的荔灣31氣田海管清管列車布置方案見表2,其中1~5、9、10號清管器選用的是4個導(dǎo)向板和6個密封板的雙向直板清管器;為最大程度防止三甘醇泄漏,6~8號清管器選用4個導(dǎo)向板和10個密封板的高密封清管器。同時,1號清管器與10號清管器組裝清管器跟蹤儀信號發(fā)射器,必要時可以對清管器位置進行跟蹤。
1.3凝膠選擇
根據(jù)天然氣管道干燥工程需要,在選擇凝膠時既要考慮滿足密封隔水的要求,又要考慮容易施工、環(huán)保、無毒、易生物降解、易排放等諸多因素,最終選擇了成膠性能良好的改性瓜爾膠凝膠體系[8]。瓜爾膠是一種溶脹高聚物,水是其通用溶劑,水解產(chǎn)物無污染、粘度低,它能以有限的溶解度溶解于與水混溶的溶劑中,如醇類液。在國內(nèi),東海平湖氣田預(yù)投產(chǎn)干燥中,在干燥列車中的三甘醇段塞之后布置了三甘醇凝膠段塞。考慮到荔灣31氣田海管排水和干燥合并一次完成,如果試壓水竄漏到三甘醇段塞會極大地降低三甘醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù),影響干燥效果,所以在排水干燥列車中三甘醇段塞前方布置水基凝膠來隔離試壓水與三甘醇,起到密封堵水的作用。經(jīng)過實驗室選型研究,配制無機硼酸鹽及改性硼化物作為凝膠保護劑,按032%的比例配制改性瓜爾膠溶液,充分?jǐn)嚢枞芙馑刂乒蠣柲z溶液pH值在8左右,然后加入10%的凝膠保護劑,充分?jǐn)嚢杌靹颍吹盟媚z。實驗室采用旋轉(zhuǎn)粘度計測得該凝膠體系粘度6700mPa·s,并且具有良好的穩(wěn)定性,放置10d之后粘度值略微有所降低。此外,因為荔灣31氣田淺水段登陸管線試壓水為海水,海水中含一價金屬鹽,瓜爾膠的無機鹽兼容性能使其在排水干燥中保持穩(wěn)定性。改性瓜爾膠粉是由瓜爾豆經(jīng)過深加工制成的一種天然多糖改性后的產(chǎn)品。瓜爾膠粉的聚合物分子是由甘露糖鏈和半乳糖分子構(gòu)成,是一種能溶于冷水的氫化膠體,是無毒、易生物降解的優(yōu)質(zhì)增稠劑;其凝膠保護劑主要由無機硼酸鹽及改性硼化物組成,無毒無害,經(jīng)大量稀釋后不會對環(huán)境造成不利的影響。
1.4干燥設(shè)備選型
排水過程中推動清管器所需要的壓力主要由靜水壓頭、沿程摩阻、清管器摩擦阻力、出口背壓組成。當(dāng)排水清管列車運行至立管底部時,靜水壓力達到最大值。由荔灣31氣田管線路由圖可知,該氣田中心平臺發(fā)球裝置為管道系統(tǒng)的最高點,高于海平面190m,管線最低處為立管底部,水深1891m,靜水壓力為20MPa。假定排水速度為05m/s,排水初期管線內(nèi)充滿試壓水,流動摩阻最大,根據(jù)Darcy公式可以計算沿程摩阻損失為098MPa。考慮高密封雙向直板清管器的摩擦阻力為005MPa,排水清管器列車由10個雙向直板清管器組成,故清管列車的摩擦阻力為05MPa。清管器運行過程中可以通過調(diào)節(jié)出口流量,調(diào)整出口壓力,控制清管器運行速度,取出口背壓為01MPa。荔灣31氣田海管清管列車清管器運行過程中壓力變化如圖1所示。
從圖1可以看出,當(dāng)清管器運行至立管底部時,所需的推動清管器列車的壓力最大為2691MPa。控制清管器到達立管底部時的速度為05m/s,需要干空氣的流量約為320m3/min,壓力為2691MPa。因此,選擇空壓機時,按照效率85%選擇空壓機的排量與壓力。根據(jù)要求,進入管道的干空氣含油量小于001mg/m3,噴油空壓機增加除油過濾器經(jīng)過處理后可達到無油要求。
選擇干燥器時,處理量為再生氣量的8%~12%。此次排水干燥需要將空氣干燥處理至露點-60℃以下。由于單獨制冷干燥很難達到如此低的露點,而單獨采用固體干燥劑干燥則所需的干燥劑量會很大,干燥設(shè)備的體積也會相應(yīng)增大很多,因此荔灣31海管排水干燥中采用組合式管道專用壓縮空氣干燥機,它是集換熱器、風(fēng)冷型高效空氣冷卻器、油水分離器、除油除塵過濾器、冷凍式干燥機、吸附式干燥器為一體,橇裝在標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi),具有凈化效率高、操作方便的特點。
2應(yīng)用效果
排水干燥列車到達荔灣31氣田中心平臺之后,第1個三甘醇段塞竄漏較為嚴(yán)重,該段塞只有少量三甘醇液體,而第2、3個三甘醇段塞未見明顯竄漏現(xiàn)象,三甘醇段塞基本保存完好。根據(jù)本次項目施工的驗收要求,現(xiàn)場對3個三甘醇段塞分別取樣,采用密度法初步檢測三甘醇含量是否達標(biāo)之后再對取樣瓶密封,返回陸地依據(jù)《GB/T6283—2008化工產(chǎn)品中水分含量的測定卡爾·費休法(通用方法)》測量三甘醇含水率。結(jié)果表明,3段三甘醇段塞的含水率檢測分別為68%、49%、17%,即最后的三甘醇段塞質(zhì)量分?jǐn)?shù)達983%,遠高于驗收標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的三甘醇段塞質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于85%的要求。三甘醇段塞質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢查合格、海管密閉24h之后,連續(xù)在中心平臺和陸地終端檢測管線內(nèi)部露點,露點穩(wěn)定后的最終檢測結(jié)果為-27℃,遠低于驗收標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的露點低于-5℃的要求,排水干燥取得了令人滿意的效果。
3結(jié)論
一、產(chǎn)品設(shè)計類專業(yè)教育現(xiàn)狀分析
設(shè)計藝術(shù)在現(xiàn)代社會中愈來愈受到重視,它已深入到社會的各個方面,影響著每個人的生活。具有手工藝特性的產(chǎn)品設(shè)計類專業(yè),在中國現(xiàn)行的教育中仍存在著一些急需解決的問題。其中最突出的問題就是過分地注重設(shè)計理論的灌輸,而忽視必要的實際動手操作能力的培養(yǎng)。如果不及早有效地改變這種重理論輕實踐的教育方式,培養(yǎng)出來的學(xué)生只能是“紙上談兵”,缺乏實際操作的能力,將來勢必很難滿足社會的需求。
二、實踐的重要性
學(xué)生的實踐訓(xùn)練,除了基礎(chǔ)的素描、制圖、設(shè)計等課程訓(xùn)練之外,更重要的是進行實際工藝制作能力的訓(xùn)練。實際制作不僅是手的訓(xùn)練,更是腦的訓(xùn)練、是組織能力的訓(xùn)練。實踐,不僅可提高學(xué)生的嚴(yán)密的邏輯思維能力,而且也可提高其對自然地洞察力及理解力、記憶力和想象力,從而使他們具有把想象變?yōu)楝F(xiàn)實的設(shè)計能力。因此,實踐是產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)。學(xué)生的設(shè)計作品,往往因為經(jīng)驗不足,或者一味的對效果圖的追求,導(dǎo)致作品過于夸張、工藝上無法實現(xiàn)。蠟雕工藝制作的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生對材料、設(shè)備、成本等有初步的認(rèn)識,有助于學(xué)生對作品細(xì)節(jié)的設(shè)計與把握,使設(shè)計的作品構(gòu)思更加合理,避免設(shè)計脫離工藝。
三、雕蠟鑄造工藝
蠟雕工藝不僅僅是一門簡單的工藝,而是涵蓋了設(shè)計的概念、方法的一門造型藝術(shù),我們可以利用蠟雕工藝鍛煉空間造型能力,還可以培養(yǎng)學(xué)生們對作品尺寸的精準(zhǔn)把握,達到能擁有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)、工作態(tài)度的目的。雕蠟鑄造工藝又稱失蠟澆鑄工藝,早在四五千年前,中國和歐洲的先民們就已利用失蠟澆鑄的原始方法來制取青銅質(zhì)和金銀質(zhì)的工藝品。此種方法適用于白銀、黃金、鉑金、鈀金、K金以及其他合金材料,是當(dāng)前在珠寶工廠、中小型工作室都比較常用的珠寶首飾加工鑲嵌方法。它的主要特點是細(xì)致精巧,最適于精細(xì)首飾制作。利用雕蠟鑄造工藝批量生產(chǎn)過程可分為8個工序:原模型、橡膠模具、蠟?zāi)=M、蠟?zāi)5耐瓿伞⑹嘈汀⒚撓灱昂姹骸⑷刍饘佟㈣T造。每個工序之間都有著必然的聯(lián)系。其中,本文主要研究整個工序中用硬蠟雕刻成蠟?zāi)5牡裣灩に嚕裣灩に囍苯佑绊憽Q定產(chǎn)品的形狀、質(zhì)量。在制作蠟?zāi)5倪^程中,可以將幾個不同的蠟質(zhì)構(gòu)件熔接在一起,或者是逐次把蠟層堆積起來形成蠟?zāi)#哑龅氖侄沃饕ㄟ^加熱雕蠟刀等工具把蠟質(zhì)添上去。蠟首先熔化并粘在蠟刀上(牙醫(yī)用的雕蠟刀最適宜),然后把蠟堆積起來,形成特別的造型,最后用于鑄造,或使蠟熔化做成隨機的肌理效果,把蠟雕刻成玫瑰花的造型,做成皮革紋路戒指,這些都與金屬材質(zhì)的冷峻、堅硬形成鮮明的對比。這是其他任何一種金屬工藝都無法達到的效果,這也正是鑄造工藝比其他工藝在造型和表現(xiàn)方面的特殊優(yōu)勢。在雕刻鑲口的時候,爪鑲和包鑲鑲口都是和蠟型雕成一體的,見圖四、圖五,這樣比在金屬上焊成一體要容易得多。如果有寶石作支撐,鑲口的框架和造型的制作就很容易完成。建議把寶石安放到蠟型上比試之前,在石面上抹上凡士林或油,這樣就很容易把寶石從蠟型上取下。用蠟雕成的包鑲鑲口不宜刻得太厚,過厚很難鑲嵌。爪鑲口可以用蠟線按寶石的大小盤上去,操作可用電熱雕蠟刀或手術(shù)刀。蠟以它的軟硬程度可分為硬蠟和軟蠟,一般硬蠟可用于各種工具的雕刻,軟蠟因為其軟、薄、延展性好的特征,一般可采用裁剪、碾壓、揉捏等手法,易于做成曲面特征明顯的各種造型,如各種花瓣、樹葉等。
四、結(jié)論
金屬產(chǎn)品設(shè)計與制作專業(yè)的人才培養(yǎng)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的基本技能,包括快速表達設(shè)計思維的能力和實際制作模型的能力,同時應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性地解決復(fù)雜造型設(shè)計的能力,蠟雕工藝的學(xué)習(xí),有助于學(xué)生對作品細(xì)節(jié)的設(shè)計。結(jié)合平時制作中所遇到的工藝技術(shù)上的困難,運用從實踐中所得來的經(jīng)驗,可以使作品的構(gòu)思更完善,同時也可避免設(shè)計脫離工藝。因此,為培養(yǎng)符合社會需求的人才,產(chǎn)品設(shè)計類專業(yè)應(yīng)注重學(xué)生實際操作能力的培養(yǎng),蠟雕工藝為失蠟澆鑄工藝中最重要的一部分,為學(xué)生動手實踐環(huán)節(jié)起到舉足輕重的作用。
作者:石仙花 單位:延邊大學(xué)
根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點,沖壓工序包括拉深、沖孔、翻邊、整形、落料、切邊。需要通過計算來確定汽車?yán)鋮s器緩沖罩的拉深次數(shù)。對錐形件進行拉深計算[5]。相對厚度:t/d2=0.021>0.02(1)相對錐頂:d1/d2=0.665>0.5(2)相對高度:h/d2=0.376<0.43(3)從以上計算結(jié)果可以看出該錐形件可一次拉深成形[5]。考慮到錐形件拉深時側(cè)壁易產(chǎn)生皺褶的問題,故在拉深工序之后添加整形工序[6]。
2排樣圖設(shè)計
采用單排排樣,引導(dǎo)孔定位,有切口的級進模設(shè)計方案。考慮到翻邊時孔會產(chǎn)生變形,工藝排樣的原則是底部預(yù)沖孔,再拉深、翻邊、整形、然后落料、切斷。該零件成形共分為12個工步,條料寬度為114mm,步距為110mm。排樣圖見圖2。
3多工位成形工藝的數(shù)值模擬
3.1多工位級進模排樣條料模型建立
對于切邊、沖孔、落料等相關(guān)的工序,在Dynaform里沒有實際的模擬過程[7],故模擬從第4工步拉深開始。簡化后工序最終確定為拉深-整形-沖孔-翻邊-整形共5個工序。初始的毛坯條料形狀設(shè)置為第3工序完成之后的形狀,其5工位的排樣如圖3所示,毛坯材料為304不銹鋼。為了得到精確的模擬結(jié)果,需將前一步模擬結(jié)果作為后一步工序的毛坯導(dǎo)入,圖4所示為完成全工序模擬之后的條料排樣圖。
3.2有限元模型建立及數(shù)值模擬
從第4工位拉深開始建立有限元網(wǎng)格模型,如圖5所示。根據(jù)工藝分析計算,將其主要工藝參數(shù)設(shè)置如下[8-10]:凸凹模間隙為1.1t,根據(jù)理論計算,拉深時壓邊力為26~35kN之間,取壓邊力為31kN,凹模、壓邊圈速度為3000mm•s-1,凹模行程為28mm,壓邊圈行程為25.5mm,壓邊圈行程滯后時間為0.00083s。第4工位的拉深模擬結(jié)果包括拉深極限圖和厚度云圖,如圖6所示。由成形極限云圖6a可以看到,拉深件所有單元的應(yīng)變均在安全域以內(nèi),其拉深區(qū)域沒有出現(xiàn)拉裂,在其邊緣位置和側(cè)壁上部分區(qū)域出現(xiàn)輕微的起皺現(xiàn)象。從厚度云圖6b可以看出,拉深件的最大減薄區(qū)域為底部過渡圓角區(qū),其最小厚度1.291mm,最大減薄率為14%。由于邊緣區(qū)域最后要作落料切邊處理,不影響零件質(zhì)量,故只對零件側(cè)壁處起皺區(qū)域采樣,發(fā)現(xiàn)其最大厚度為1.548mm,最大增厚率為3.2%。對于板料拉深成形而言,一般認(rèn)為變薄率在20%以內(nèi),增厚率在7%以內(nèi)都是可行的[11],所以該零件在拉深成形之后厚度分布合理。圖7為第5工位的拉深整形模擬結(jié)果,可以看到經(jīng)過整形之后側(cè)壁的起皺現(xiàn)象已經(jīng)基本消失。零件的最大減薄率保持不變,只是底部減薄的區(qū)域有所增大。圖8和圖9分別為翻邊及整形工序模擬結(jié)果,由于零件翻邊底部倒角處最小直徑為Φ1.1mm,無法一步成形,故在翻邊和整形工序時分別設(shè)置此處的凸凹模間隙為1.15和1.1mm,通過擠壓方式使其變薄。從模擬結(jié)果,該厚度基本達到要求,翻邊處沒有出現(xiàn)破裂和起皺現(xiàn)象。通過對簡化后的多工位級進模進行全工序模擬,其結(jié)果如圖10a所示,由圖可見,零件的成形區(qū)域沒有出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象,起皺情況在整形之后基本消除,模擬結(jié)果與實際級進沖壓得到的條料(圖10b)成形情況比較吻合。以上結(jié)果表明,該零件成形工藝方案和工藝參數(shù)的設(shè)置在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中是合理可行的。
4多工位成形工藝方案試驗驗證
根據(jù)上述有限元數(shù)值模擬得出的零件成形工藝方案和工藝參數(shù),生產(chǎn)出汽車?yán)鋮s器緩沖罩多工位級進模。從圖11可以看出,模具主要成形部件采用鑲塊方式加工,閉合高度為540.5mm,送料高度為34.2mm,在3150kN的壓力機上安裝試模。圖12所示為試模所獲得汽車?yán)鋮s器緩沖罩,可以看出零件的表面光滑,無起皺、破裂的現(xiàn)象發(fā)生。利用超聲波儀器進行產(chǎn)品的厚度測量,并將其與模擬的結(jié)果進行比較,其結(jié)果見圖13。考慮到產(chǎn)品的對稱性,選取了中心截面右側(cè)零件沿Z軸方向的厚度變化值進行比較。從圖中可以看出,模擬值與實測值厚度變化趨勢一致,實測值小于模擬值,其最大差值為0.043mm,最大相對誤差為2.87%。實際零件底部1.1mm處最小厚度為1.091mm,滿足產(chǎn)品在此處的厚度要求。目前,該級進模已用于生產(chǎn)實際,每年可生產(chǎn)150萬件。
5結(jié)論
1.制作程序以及技術(shù)程序。
關(guān)于機器生產(chǎn)技術(shù),制作程序具體是指原材料通過機器設(shè)備和勞動力的勞動轉(zhuǎn)化為可以在市場上進行銷售的商品。這一程序的內(nèi)容比較豐富:制造工作開始實施的準(zhǔn)備工作;原料與毛坯等材料的準(zhǔn)備工作;半成品生產(chǎn)的基本操作;附加工作的具體實施環(huán)節(jié);商品的包裝設(shè)計工作以及需要注意的工作細(xì)節(jié)問題。然而技術(shù)程序是指在具體的工作當(dāng)中通過更改需要制造的商品的大小、樣式的方式,促進程序的多方面操作完善,例如半成品的有關(guān)內(nèi)容、機器的相關(guān)問題、熱處理的具體操作等具體工作。具體來說,機器生產(chǎn)技術(shù)程序是指用機器生產(chǎn)方式對已經(jīng)經(jīng)過加工的半成品進行操作,促進商品生產(chǎn)的完成。這些由多個步驟構(gòu)成的商品生產(chǎn)程序是商品生產(chǎn)的基本步驟和環(huán)節(jié)。
2.零件裝夾。
零件在進行生產(chǎn)之前,要先把工件放置在床或夾具的準(zhǔn)確位置上,這一程序就是固定位置,并且為了能夠確保位置的準(zhǔn)確性,還要把零件夾緊進行穩(wěn)固,這個程序就是夾緊,所以這兩個步驟綜合起來就是裝夾。機器生產(chǎn)技術(shù)的零件裝夾是不是科學(xué)對零件的生產(chǎn)品質(zhì)有著很大程度上的影響,并且還會對商品的生產(chǎn)速度、生產(chǎn)成本以及安全性產(chǎn)生直接作用。普遍來講,在機器生產(chǎn)技術(shù)中最常運用的零件裝夾模式主要包含直接找正式、劃線找正式以及用夾具裝夾式。
3.定位。
作對于有效到達零部件的質(zhì)量要求具有重要的作用,零件的定位方法有很多種,應(yīng)該根據(jù)具體情況選擇適合的定位方式,通過對零部件的加工處理,促進裝備質(zhì)量的提高。定位標(biāo)準(zhǔn)的確定對于定位的工作安排是非常關(guān)鍵的,可以通過選擇適宜的定位標(biāo)準(zhǔn)加強機械設(shè)備的質(zhì)量。在細(xì)節(jié)的問題上需要工作人員進行比例的研究,通過實踐調(diào)查和理論研究,促進設(shè)備的安裝質(zhì)量的提高。依據(jù)具體的使用場合的差別所使用的標(biāo)準(zhǔn)也各不相同,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是跟隨具體的要求不斷提升的重要標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,這對于包裝安裝標(biāo)準(zhǔn)的實施具有很大的作用。
4.加工精度。
在機械制造工藝的具體工作當(dāng)中,加工精度是重要的工作內(nèi)容之一,對于影響加工的質(zhì)量,保障加工的工作順利進行具有關(guān)鍵性意義。具體而言在加工的方式上,在尺寸、形狀、位置和表面質(zhì)量等方面需要分門別類進行精度控制。有效的精度控制是加強機械質(zhì)量工藝不斷提升的重要方面,需要多方面進行努力。基本試切法、固定標(biāo)準(zhǔn)刀具法、自動形成法等是經(jīng)常使用的重要方法;與獲得尺寸精度有比較大的差異,軌跡法、成形法、展成法是基本的需要不斷改進的方法。
二、機械設(shè)計過程中的注意事項
為了保障機械策劃的質(zhì)量要求,需要在設(shè)計策劃方案的時候就對機械設(shè)計的要求進行多方面的努力,通過對方案的多方面改進調(diào)整設(shè)計理念,促進工程的進步。機器策劃的總體程序?qū)τ诒U蠙C械設(shè)計的整體流程的順暢具有比較關(guān)鍵,在機器策劃的整體規(guī)劃工作當(dāng)中需要不斷對每個環(huán)節(jié)的工作進行規(guī)范,確保每個工作人員做好自己的基本工作,促進策劃方案的全面貫徹實施,就需要不斷在工作中完善體系、合理、適宜進行方案的有效策劃,工作中不斷進行注意:首先,工作基本要求符合策劃方案,做到實踐和理論的基本一致。在技術(shù)工作的各個環(huán)節(jié)進行多方面的注意,促進工作的綜合實施。其次,裝置的具體調(diào)解的控制管理。裝置的具體調(diào)解的控制管理是全部機器工作的最后一項內(nèi)容,這一環(huán)節(jié)的工作也需要在具體落實上做到系統(tǒng)化。
三、基于機械制造工藝的機械設(shè)計合理化措施
1.在刀具選擇的時候予以重視。
為了保證加工表面質(zhì)量的提高,在進行刀具選擇的時候,應(yīng)該根據(jù)加工件的實際屬性選擇那些副偏角比較小、刀尖圓弧半徑比較大的刀具或者合適的精車刀、修光刃等等,選擇和工件材料適應(yīng)性比較好的刀具能夠更好的降低工件表明的粗糙度。
2.在進行切削條件選擇的時候必須慎重。
想要提高工件表面質(zhì)量便必須根據(jù)材料的需要選擇合適的切削速度,盡量避免產(chǎn)生積屑瘤的產(chǎn)生,此外還可以降低進給量,采用那些效果比較好的切削液等方式來提高工件表面質(zhì)量。
3.在一定程度上減少表面層變形強化。
關(guān)鍵詞:油氣儲運工程專業(yè);本科畢業(yè)設(shè)計;工程設(shè)計類
中圖分類號:G640 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)51-0200-02
本科畢業(yè)設(shè)計(論文)是培養(yǎng)學(xué)員綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能,提高分析、解決實際問題能力和獨立工作能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。
油氣儲運工程專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)油氣儲運工程發(fā)展需要,具備工程流體力學(xué)、油氣儲運工程學(xué)等方面基本理論、基本知識及基本技能,獲得進行科學(xué)研究的初步訓(xùn)練,基礎(chǔ)扎實、知識面廣、能力強、綜合素質(zhì)好,具有創(chuàng)新精神和實踐能力的油氣儲運工程應(yīng)用型人才。為提高其實戰(zhàn)能力,油氣儲運工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計推薦采用“真題真做”,題目主要來源于實際的工程項目、科學(xué)研究項目等,并運用項目式管理進行設(shè)計,使學(xué)員如臨其境,切身體會到項目的實際流程以及技術(shù)管理辦法。油氣儲運工程專業(yè)工程設(shè)計類題目一般占到整個畢業(yè)設(shè)計題目的80%左右,所以我們主要針對該類型本科畢業(yè)設(shè)計進行探討。
一、為什么設(shè)定畢業(yè)設(shè)計基本工作量要求
本科畢業(yè)設(shè)計時間為3月到6月初,去掉培訓(xùn)、調(diào)研和綜合演練所占用的1個月時間,其有效畢業(yè)設(shè)計時間為2個月。如何使學(xué)員在較短的設(shè)計時間內(nèi)提高畢業(yè)設(shè)計論文質(zhì)量,一直是探討的核心問題。在畢業(yè)設(shè)計初期,學(xué)員選到題目,往往比較迷茫,不知道具體要做什么事情,對論文的字?jǐn)?shù)要求、圖紙要求、論文的深度更是一頭霧水。初次帶畢業(yè)設(shè)計的教員雖然有做項目的經(jīng)驗,但是對本科畢業(yè)設(shè)計論文難度及論文指導(dǎo)程度把握不是很準(zhǔn)確。其實這些問題也就是本科畢業(yè)設(shè)計論文的基本工作量是如何界定的、論文是否有創(chuàng)新兩個核心問題。我們以“畢業(yè)設(shè)計工作量”、“本科畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新”關(guān)鍵詞在互聯(lián)網(wǎng)上搜索,關(guān)于“本科畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新”一定會搜出很多條目,“畢業(yè)設(shè)計工作量”搜出的條目較少,且基本大同小異,主要是根據(jù)不同的論文類型,對字?jǐn)?shù)、圖紙質(zhì)量、實驗結(jié)論等進行規(guī)定。但是為了達到通用性要求,均比較粗略,沒有借鑒意義。對學(xué)院來說,因其管理的宏觀性,不可能給出具體的界定。但是每個專業(yè)可根據(jù)專業(yè)特點進行基本工作量的設(shè)定,讓學(xué)員和初次帶畢業(yè)設(shè)計的教員一開始就對畢業(yè)設(shè)計到底是什么,要做到什么程度有較為清晰的認(rèn)識。針對工程設(shè)計類題目,它的基本工作量應(yīng)該達到什么程度呢?
二、工程設(shè)計主要包括哪些內(nèi)容[1]
根據(jù)項目的類型分為新建、改建和擴建3種類型。根據(jù)項目實施階段分為可行性研究、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計等3個階段。由于時間較短,為保證設(shè)計質(zhì)量,我們將畢業(yè)設(shè)計的難度定為初步設(shè)計階段。初步設(shè)計階段主要包括設(shè)計準(zhǔn)備工作、工藝流程設(shè)計、工藝設(shè)備選型設(shè)計、庫區(qū)布置設(shè)計、管路配置設(shè)計等內(nèi)容。
1.設(shè)計準(zhǔn)備工作。該部分是指根據(jù)導(dǎo)師下達的設(shè)計任務(wù)書,正確領(lǐng)會對工藝提出的要求。明確所承擔(dān)的設(shè)計任務(wù)和主要內(nèi)容,確定其方法步驟。訂出工作計劃。利用設(shè)計前調(diào)研時間,深入到已建的油庫實地調(diào)研,了解掌握油庫油品的種類、數(shù)量,主要采用的技術(shù)、設(shè)備及工藝,還有該地區(qū)的地形資料、地質(zhì)資料、交通資料、氣象資料等,這些資料的收集是油庫水力計算、熱力計算、建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)與管線埋深、做法的依據(jù),不可忽視。尤其應(yīng)重視了解油庫新的技術(shù)、設(shè)備及工藝應(yīng)用情況,并收集設(shè)計所需的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及相關(guān)的資料。資料包括外部資料、內(nèi)部資料、技術(shù)經(jīng)濟資料、各類設(shè)備技術(shù)手冊或樣本等。
2.工藝流程設(shè)計。該部分是確定油庫工藝流程。要求運用所掌握的各種資料,先作出幾種流程方案,根據(jù)有關(guān)的基本理論進行對比分析,著重評價投資與成本,從中選擇出一種技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠的工藝流程,并繪制油庫工藝流程圖。
3.工藝設(shè)備選型設(shè)計。該部分是初步確定了系統(tǒng)設(shè)備的構(gòu)成,這其中的設(shè)備只是一個概念,工藝設(shè)備選型就是通過工藝計算確定設(shè)備具體的規(guī)格和型號。油罐、油泵等各種定型設(shè)備選型涉及水力、強度、熱力等計算。在工藝計算階段應(yīng)理論聯(lián)系實際,學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,搞好計算的必要條件是概念清楚、方法正確、數(shù)據(jù)齊全可靠,并且必須按規(guī)定的步驟進行。
4.庫區(qū)布置設(shè)計。該部分主要包括儲油區(qū)、油品裝卸作業(yè)區(qū)、行政生活區(qū)的布置設(shè)計。其中儲油區(qū)和油品裝卸作業(yè)區(qū)布置設(shè)計是工藝設(shè)計中的重要內(nèi)容,它的首要任務(wù)是確定整個工藝流程中的全部設(shè)備在平面上和空間中的具置。油庫布置設(shè)計在工藝流程設(shè)計和工藝計算及設(shè)備選型后進行。庫區(qū)布置設(shè)計完成之后要繪制油罐區(qū)和油品裝卸作業(yè)區(qū)的平面、立面布置圖。
5.管路配置設(shè)計。該部分任務(wù)是確定油庫全部管線、閥件、管件及各種管支座的位置,以滿足工藝的要求。設(shè)計時應(yīng)考慮節(jié)約管材,便于操作、檢查和安裝檢修,而且做到整齊美觀。管路配置設(shè)計應(yīng)在工藝流程設(shè)計和儲油區(qū)、油品裝卸作業(yè)區(qū)布置設(shè)計完成的基礎(chǔ)上進行。
三、設(shè)計說明書主要包括哪些內(nèi)容
根據(jù)設(shè)計的內(nèi)容包括油庫設(shè)計總說明、總圖布置說明、工藝設(shè)計說明書和消防部分說明等。
1.油庫設(shè)計總說明。(1)闡明本設(shè)計的任務(wù)依據(jù)和技術(shù)依據(jù)。其中任務(wù)依據(jù)包括已批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書和有關(guān)協(xié)議、主要文件、會議記錄等的名稱及所屬文號、設(shè)計采用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等;(2)闡明油庫的性質(zhì)、經(jīng)營油品種類、供應(yīng)范圍、油庫的總?cè)萘亢徒?jīng)營特點;(3)闡明油庫建設(shè)區(qū)域的自然條件(地理位置、地形地貌、水文氣象、工程地質(zhì)、地震等級等)、周圍環(huán)境(與居民點距離、附近有無其他大中型企業(yè)或重要建(構(gòu))筑物和其他危險物品)水電、運輸、通訊等情況;(4)人員編制情況說明。包括行政人員、技術(shù)人員、工人和消防警衛(wèi)及勤雜人員;(5)闡明主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和總投資額;(6)闡明本單位承擔(dān)的設(shè)計項目和委托其他單位的設(shè)計項目。
2.總圖布置說明。(1)說明總圖布置的指導(dǎo)思想,分析總圖布置的優(yōu)缺點;(2)油罐的結(jié)構(gòu)類型、單個容積;(3)庫內(nèi)運輸方式。
3.工藝設(shè)計說明書。(1)工藝流程;(2)鐵路(公路或水運)油品裝卸方式、貨位(或泊位)的個數(shù)、專用線長度;(3)發(fā)油方式,汽車裝油的鶴管數(shù),桶裝灌油栓個數(shù);(4)裝卸油泵及機組的型號及臺數(shù),輸油管的規(guī)格;(5)油庫的裝卸能力。
4.消防部分說明。(1)油罐及其他生產(chǎn)設(shè)施采用的消防方式;(2)消防所需的滅火劑量和水量;(3)消防泵的臺數(shù)、型號、規(guī)格及其使用的動力;(4)其他消防設(shè)備(消防車、泡沫液罐、消防水罐等);(5)消防管道的布置和管徑;(6)油庫消防滅火系統(tǒng)工藝計算書;(7)消防、給排水設(shè)備表等。
對于本科畢業(yè)設(shè)計(論文)來講,文字部分主要是一份完整的設(shè)計計算說明書,要求思路清晰,符合最新的國標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)論正確,不一定非要達到一定的字?jǐn)?shù)。有的學(xué)員論文厚厚的一摞,一翻里面的內(nèi)容,邏輯混亂,東拼西湊,仍然是達不到畢業(yè)設(shè)計要求的。有的學(xué)員論文字?jǐn)?shù)少,但是能夠圍繞設(shè)計內(nèi)容,設(shè)計步驟齊全,主題突出,立意較新,不僅僅可以達到畢業(yè)設(shè)計基本要求,甚至可以評選優(yōu)秀論文。
四、主要技術(shù)圖紙
油氣儲運工程專業(yè)因其專業(yè)特點,設(shè)計圖紙是必不可少的。
1.繪圖原則。繪圖原則具體參見GB/T 13361-2012《技術(shù)制圖通用術(shù)語》、GB/T 14665-2012《機械工程CAD制圖規(guī)則》、GB/T 16675.1-2012《技術(shù)制圖簡化表示法第1部分:圖樣畫法》、GB/T 16675.2-2012《技術(shù)制圖簡化表示法第2部分:尺寸注法》和SY/T 0003-2012 《石油天然氣工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》等。
2.圖幅大小的確定。一般來講,油庫總工藝流程圖采用A1圖幅,分區(qū)及泵房工藝流程圖采用A2或A3圖幅。根據(jù)實際情況,可繪制加長圖幅。
3.圖幅比例的確定。平面布置圖均嚴(yán)格依據(jù)國標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)按比例進行繪制。工藝流程圖通常不嚴(yán)格按比例繪制,各個設(shè)施、設(shè)備之間的位置關(guān)系也可以不受總平面布置圖的約束,工藝流程圖以表達清晰、工藝準(zhǔn)確為原則。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計難度在初步設(shè)計階段的要求,工藝技術(shù)圖紙主要包括平面布置圖、工藝流程圖、設(shè)備設(shè)施平立面圖、局部詳圖等。具體包括庫區(qū)位置圖、油庫總平面布置圖、罐區(qū)工藝布置圖、裝卸作業(yè)區(qū)工藝布置圖、管網(wǎng)綜合平面布置圖、庫區(qū)消防平面布置圖、油庫總工藝流程圖、油庫消防滅火系統(tǒng)工藝圖、庫區(qū)設(shè)備防雷、防靜電接地圖;管網(wǎng)局部詳圖、管路附件詳圖、管架、支座配置圖等,還包括圖紙清單、設(shè)備材料清單等。
對學(xué)員來講,2個月的時間不可能一個人完成整個油庫的設(shè)計,一般來說,設(shè)計分組進行,“一人一題,真題真做”。通過設(shè)定油氣儲運工程專業(yè)工程設(shè)計類畢業(yè)設(shè)計基本要求,教員有針對性地進行專業(yè)的引導(dǎo)和幫助,縮短學(xué)員獲取有效資源的時間,提高獲取有效資源的質(zhì)量;縮短了學(xué)員進入畢業(yè)設(shè)計狀態(tài)的時間,在畢業(yè)設(shè)計過程中,更有針對性地查找資料,規(guī)范地進行設(shè)計,用更多的時間進行創(chuàng)新研究。不僅提高了個人解決問題、分析問題的實戰(zhàn)能力,培養(yǎng)了團隊協(xié)作精神,還達到進一步提高畢業(yè)設(shè)計論文質(zhì)量的目的。
參考文獻: