工艺设计论文范文

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危险等级的划分依据主要是根据化工生产过程中所使用的原材料，储存原材料的环境、原材料经生产加工后所形成的新的产品特性，如物理性、化学性等。根据不同危险等级的化工产品，确定各种类型化工产品在生产过程中的防火间距及防爆等级。进而以此为标准，在化工工艺设计过程中选择满足生产需求的操作方式，防火材料及防火设备。

二、化工工艺设计分类介绍

1.概念设计。

概念设计是指抽象性的设计，概念设计一般是在拟建化工生产装置前进行，概念设计的主要目的是为了通过建立化工生产装置模型，根据模型检查化工生产工艺中存在影响正常生产的因素，包括生产线路的设置的合理性，生产环境条件是否满足安全生产要求等，避免因化工工艺中某个环节存在不合理性给化工生产埋下安全隐患，同时根据概念设计建立模型检验所的的数据为进一步的化工工艺设计提供数据参考。

2.中试设计。

中试设计是为了检验小试所确定的工艺路线及相关运行条件。检测试制产品的功能稳定性；检验工艺系统的连续可靠性运行；获得化工生产工艺设计所必须的工艺参数；考察设计方案投入生产过程中所产生的杂质对成品的影响等。

3.基础设计。

基础设计是化工工艺设计的重要阶段。基础设计是化工工艺生产装置及配套设备安装及规划设计的技术支持。

4.初步设计。

初步设计是在基础设计完成后的精细化设计。初步设计的成果是设计说明书和工程总概算书，也可以说是从初步设计是化工建设的指导思想，以此为依据进行化工生产线的构建；结合基础设计和有关单位批准的设计任务书、化工厂的选址报告，从经济性和技术性角度出发，对化工生产线建设进行总体研究和计算，满足化工生产线安全生产的同时又能取得良好的经济效益和社会效益。

5.施工图设计。

施工图设计是化工工艺设计的最后阶段，设计过程中应根据有关部门对初步设计的审批意见，结合初步设计中确定的化工工艺方案，以图样及文字的形式将化工工艺技术要点和各个设备的原理、布置进行一一明确。并对初步设计中待解决的一些问题提出科学合理的解决方案，做到施工图纸设计最优化，满足化工产业安全稳定性生产需求。

三、化工工艺设计具有的特点

化工工艺设计交其他专业领域的设计具有明显的区别，化工工艺设计工艺流程独特，生产工艺安全性要求严格，技术含量高。尤其是针对化工产业近些年来频发的安全事故，如化工产品原料在加工过程中出现的有毒原料泄漏问题，严重地污染了人们赖以生存的环境，水源的污染，大气的污染、重金属污染土壤等。所以国家的有关部门对化工产业的化工工艺设计提出了更为严格的要求，明确提出在化工工艺设计时要高度重视工艺设计在投入生产中的安全性问题。但实际上，化工工艺流程的十分的复杂，整个工艺流程涉及的专业较多，设备种类繁杂，各种管线管道交织在一起，倘若在设计过程中没有确定科学的布线方案可能会早生产过程中因为线路故障问题，如线路老化搭接引起短路，又因为化工原料多数具有易燃易爆的特性，很容易引发火灾或者更为严重的事故。所以，为了保证化工工艺设计的质量，化工生产的安全稳定性，必须要加强对化工工艺设计危险的识别和控制。

四、危险因素识别与控制

危险因素是指在化工生产过程中虽潜在的不利于安全生产的系列因素，而危险因素的识别和控制是指对化工工艺设计以及设计方案投入到建设中虽体现出来的一些不利于安全生产的特征，如化工设备是否满足生产的需求，设备所处的环境是否满足安全性生产需求，设备及相关附属装置的排布方式及安装方式是否合理等，认真考究危险因素，识别各种不安全因素的风险类别及等级，进而有针对性地提出安全风险控制措施。具体来讲可通过以下措施控制。

（1）物料方面。

化工工艺设计人员应牢固掌握化工原料的物理特性、化学特性、化学反应特征以及燃烧爆炸性等方面的知识，并能准确地辨识各种原料之间的反应原理。

（2）路线布置。

在化工工艺路线设计时，应根据厂房的实际空间位置进行工艺路线的选定，尽可能地做到工艺路线不和其他电力线路相邻，避免因电力线出现安全故障对工艺路线造成一定程度的影响。

（3）严格控制化学反应装置。

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铜镉渣提取精镉通常采用的方法:浸出－粗镉－精炼－精镉。根据浸出剂的不同，浸出分为酸浸法［4］、氨浸法［5］、微生物浸矿法［6］等技术方法。氨浸法采用氨水及碳酸铵为浸出剂，浸出过程中锌、铜、镉等与氨形成稳定的氨配离子进入溶液，而钙、镁氧化物等杂质基本不溶解。少量的铁和锰也可以低价氨配离子形态进入溶液。也有直接采用氯化氨来作为浸出剂，可以提高浸出速度和锌、铜的浸出率。氨浸法和微生物浸矿法难以与现有铜镉渣处理系统衔接［7，8］。酸浸法又分为常压酸浸和加压酸浸。酸浸法是将废渣中锌及其它一些金属离子与硫酸反应，进入浸出液中，控制浸出过程的条件，从而将大部分锌及低价态的铁、锰杂质残留在浸出液中，而大量的金属杂质如高价态的铁、锰及钙、镁等杂质留在浸出废渣中排掉。然后对浸出液进行净化除杂可得到较纯净的含镉溶液。酸浸法的缺点是工艺流程长而复杂［9］，高温高酸浸出劳动条件较差，不易操作。必须用大量的硫酸来浸取，以及要中和废渣中所夹带的碱性杂质。因此常导致硫酸的消耗较高，成本增大，而且易腐蚀设备。镁、铁、锰等杂质也会大量进入溶液中，对后续的除杂净化工作带来麻烦。而且，常压酸浸出法各种沉铁工艺难于控制，产出的铁渣铁品位低，且铁渣量大，低铁渣难于处理，其中的有价金属难于回收。酸浸出法因浸出率高、浸出速度快、原理简单，可综合回收多种有价金属，仍为目前最主要的工业生产方法［8］。由于本流程是为某大型铅锌冶炼厂配套，采用常压酸浸法制取粗镉。为了充分回收原料中的有价金属，并预留考虑将来原料来源的复杂性，前端的湿法流程可适当拉长，分离提取镉、铜、钴、铟、银等，尽可能产出附加值高的产品，以提高经济效。铜镉渣主要成分见表1。精镉的工业化生产方法有电积法和蒸馏法［10］。电积法技术成熟，安全可靠，但存在电解效率低，电耗大，周期长，电解沉积物不稳定等缺陷，由于流程长，占地面积大，设备投资高，成本高，目前新建厂基本不采用电积法制镉。由于粗镉中常见的杂质锑、铜、砷、铅、铊、锌、锡和铁，这些元素的蒸汽压都比镉低、难于挥发，塔式蒸馏利用镉与其它杂质的沸点差异，通过镉气化挥发提纯镉。通过控制精馏塔塔体组合中不同功能段的温度使高沸点金属在由蒸发盘、回流盘组成的塔体组合中不断蒸发回流冷凝，最后由塔体下延部排出，而绝大部分低沸点金属(镉)在塔体组合内蒸发形成蒸气由塔体顶盘排出［11］，而后进入冷凝器冷凝成以低沸点金属为主成分的合金液体(精镉液)，铸锭为精镉。粗镉塔式蒸馏技术已发展完善，工艺简单，设备占地面积小，热效率高，可实现连续生产。控制一定工艺参数，可直接产出精镉，铅、锌及其它高沸点杂质金属含量符合要求。本设计精镉生产采用电热特殊钢塔式蒸馏工艺。

2工艺流程

设计采用的铜镉渣制取精镉工艺流程包括硫酸浸出，锌粉一次置换，造液，锌粉二次置换，压团，粗炼，精炼等工序，其工艺流程如图1所示。2.1浸出、一次置换、造液、二次置换净化车间送来的铜镉渣先通过加水浆化，根据原料锌含量的变化，也可加入稀酸，洗去部分的锌。浆化后的矿浆经泵泵入铜镉渣浸出槽，加入废电解液进行浸出。浸出液固比6∶1，浸出温度70～90℃，浸出时间4～6h，始酸25～30g/L，终点pH值5.2。铜镉渣浸出液经压滤机压滤，滤渣进浸出滤渣浆化槽水洗浆化后压滤，滤渣即铜渣送铜冶炼;滤渣压滤滤液储存后返锌净化。浸出滤液存储在浸出液贮槽，待溶液温度在60℃以下时，再泵送到一次置换槽进行一次置换。一次置换加入1.2倍锌粉，锌粉粒度为0.149～0.125mm，酸度0.3～0.5g/L，置换时间60～90min。置换采用机械搅拌，置换后液含镉0.1～0.2g/L。置换后液经压滤后存储于置换后液贮槽;滤渣堆存7～15d后，在潮湿的空气中自然氧化，再送至造液槽中加入硫酸造液。造液温度85～90℃，造液始酸400～500g/L，造液终了pH值5.2～5.4。操作周期5～6h，造液后液含镉200～500g/L。造液后液压滤去除造液渣，再与新鲜镉棉、锌粉在二次置换槽进行二次置换，二次置换始酸pH=4，加锌粉，搅拌15～20min后，调溶液到中性pH值，再次加入锌粉，搅拌20～30min。镉二次置换后液经二次置换压滤机后得到纯镉绵。二次置换压滤机滤液也存储于置换后液贮槽，待存储一定的量后送除镍钴槽除镍钴，所得贫镉液送锌浸出。2.2火法精炼海绵镉用压团机压团，团饼直径Φ150。压团后的镉团，用氢氧化钠作复盖剂，经粗镉电炉熔化，加入还原剂和氢氧化钠，镉团中含的锌与苛性钠生成碱渣，产出粗镉。粗镉可铸成粗镉锭或者直接从粗镉电炉连续流进精馏塔。精馏炉，由粗镉熔化炉、蒸发炉体、精馏塔体、出料管、冷凝器、精镉铸锭池等组成。镉在精馏塔内加热蒸发和冷凝回流交替进行，纯镉蒸汽以镉气态形式上升至炉顶经冷却成液态，冷却到一定温度流入精镉锅，定期铸成镉锭。高沸点金属经回流富集逐步下流，进入渣锅，定期排出。精馏炉采用自动进料、自动出料，电阻式加热，PID调节仪自动控温。熔化炉入塔原料含镉60%～65%左右。燃烧室温度1120℃，下延部熔析温度450℃。冷凝器精镉含镉95%～98%，含铅0.0001%～0.0006%，含锌2%～3%。精镉蒸馏过程中，蒸馏温度需严格控制，不得高于440℃，避免因蒸馏温度过高将其它杂质蒸馏，造成蒸馏镉所含杂质高，后序浇铸的精镉除杂困难。还需控制好冷凝器和密封圈冷却回水温度，回水温度不宜过高，密封圈温度应高于冷凝器温度，便于最后蒸馏完毕清锅，回水温度以35～70℃为宜。蒸馏时间过长，过终点，其它杂质被蒸馏，影响蒸馏镉的品位，造成精镉除杂困难。蒸馏温度在短时间内急剧上升为蒸馏过程的终点2.3问题与讨论2.3.1浸出过程的控制由于酸浸处理过程，单质铜与稀硫酸不易发生反应(铜的电极电位在氢的电极电位之上)，金属锌、镉较易与稀硫酸反应生成硫酸盐。为将铜留在渣中，并尽可能地浸出镉、锌，可通过控制浸出pH值，分离铜等杂质。根据试验情况，本设计通过仪表控制浸出过程的酸加入量，控制浸出终点pH值5.2，浸出渣含锌7%，铜25%。实现对铜镉渣进行选择性浸出。2.3.2浸出渣浆化洗涤为尽可能控制镉的分散，回收水溶锌，提高锌回收率及铜渣中铜品位。设计增加了对浸出渣浆化洗涤工序。根据试验报道，酸性条件下可大量溶解锌，是否采用加酸浆化洗锌可待进一步的试验，确定洗涤pH值。2.3.3海绵镉选择性富集由于一次置换前液含锌高但含镉低，锌镉比为(4～5)∶1，故一次置换所得到的海绵镉不仅含锌高，镉品位较低，且还有部分其它杂质，不能满足后续工序的需要。根据报道，当置换前液锌含量在30～40g/L时，一次置换海绵镉产品含镉可达85%以上。可在生产中采用分段置换的工艺。首先置换一次置换前液中85%的镉，液固分离后再置换剩余的镉。第一段置换的镉可直接送熔炼，第二段置换的镉再送造液或返回浸出。

3主要技术经济指标及设备选型

3.1主要技术经济指标本项目建设投资总额约为700万元(包括土建部分及流动资金)，设计精镉(Cd99.99%)生产能力800t/a，处理铜镉渣10000t/a。建成达产后年平均可实现利润总额550万元/a，经济效益明显。3.2主要处理设备设计所选用的主要处理设备见表3。

4污染控制

镉具有很强的污染性和毒性，提镉生产不仅需注意镉对外界和周围环境造成的污染，也须重视镉在锌冶炼厂区域内的污染，以及镉生产车间内操作环境。4.1废气在铜镉渣湿法提取的生产过程中，各反应槽内的溶液保持有一定的温度，反应过程中散发出酸雾、水蒸汽和粉尘等有害物质。特别是锌粉置换过程会产生砷蒸汽，对操作工人健康是很大的威胁。火法工序中在对海绵镉进行熔化铸锭时，为了防止镉的氧化和挥发，在熔融镉的表面上虽然有碱液覆盖，但难免逸出镉蒸汽，造成车间内的低空污染。该设计在浸出槽、置换槽上设置排气筒;在熔铸炉出镉口设置集烟罩;使用大风量排烟风机，将湿法废气排气管与火法烟气收集管相连，废气统一由熔铸炉喷淋式水膜脱硫除尘器处理。由于熔铸炉烟尘带碱粒，与湿法系统共用除尘系统，可降低碱耗。系统处理风量为75000m3/h，进入废气处理系统的烟尘浓度为800mg/m3，酸雾浓度600mg/m3。水膜脱硫除尘器处理效率为98%，处理后废气中粉尘浓度约为1.2mg/m3，可实现达标排放。4.2废水含镉污水外排将导致严重的污染事故。该设计在全车间设置250mm高的围堰，将车间内的污水与外界隔离。车间的污水经自流收集、混合后返回浸出，洗水、贫镉液、车间污水均在系统内循环，不外排。多次循环后的高浓度污水及事故排水采用石灰中和处理工艺处理。通过石灰乳和铁、铝盐法中和沉淀处理后，去锌、砷、镉等重金属，使污水排放满足《污水综合排放标准》(GB8978－2002)一级标准。4.3废渣镉回收湿法流程产生的铜渣、镍钴渣等作为副产品，送综合回收。湿式收尘的底泥返回浸出工序。火法流程产生的碱渣、底渣含有大量的碱、锌，可根据成分返回锌系统配料或送废水处理站做中和剂。全流程无需要堆存的废渣。

5结语

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（1）导向套材料为碳素工具钢T10A，由于其热处理淬透性低、淬火畸变和开裂倾向大的缺点，经考虑后将其材料更换为合金工具钢9SiCr，其具有较高的力学性能、高的淬透性、耐磨性和耐回火性，以及较小的淬火畸变和开裂倾向，可完美替代T10A碳素工具钢。虽然原材料成本有些增加，但可大大降低导向套的废品率，综合考虑，还是很合算的。同时将导向套的热处理硬度增加到60～62HRC，以提高其耐磨性。

（2）按图2进行导向套的机械加工：先进行车削加工，其中外圆φ24.4mm、φ20mm及内孔φ18mm均留0.3～0.4mm余量，其余均按图样车削；接着进行外圆磨工序，采取两顶尖对顶磨外圆至φ24.4＋0－0.013mm、φ20＋0－0.021mm；然后是内圆磨工序，找正φ24.4mm外圆后，磨内孔至φ18+0.027+0mm。

（3）按图3进行导向套定位销孔φ6+0.018+0mm的钻铰加工：考虑到热处理变形及表面粗糙度等因素，此定位销孔在淬火前不能直接做成，因此将该销孔加工为φ5+0.018+0mm，以便为后序的钻模做定位用。图中钻模板2以工件φ24.4mm外圆定位，为防止钻模板在使用时发生旋转，应锁紧固定螺钉1。钻模板上的固定钻套3内孔为φ4.9F7，是为了给铰孔留有铰量，这样在钻孔后卸下钻模板，用φ5mm的铰刀铰孔至尺寸。

（4）按图4进行2个φ4.5mm内孔的钻削加工：钻模以工件φ18mm内孔及削边销定位，此外，考虑到钻模的孔径等尺寸问题，采用整体结构，用9SiCr合金工具钢制作，淬火硬度为62～64HRC。

（5）按图5进行导向套2个φ3.5+0.016+0.004mm内孔的钻削加工：考虑到该2孔的精度较高，应放在热处理后进行精加工，因此在淬火前将此2孔做成φ2.5mm。图中钻模以工件φ20mm外圆及削边销定位，钻削2个φ2.5mm孔与前道工序φ4.5mm两孔相通。钻模上的M5mm螺纹孔是为了在钻模不易拆卸时，可拧入螺钉以顶出钻模。

（6）按图6进行导向套3个φ7mm均布孔的钻削加工：钻模以工件φ24.4mm外圆及φ5mm圆柱销定位后，钻削3个φ7mm孔至尺寸，钻模板上的工件1固定钻套内孔为φ7F7。钻孔后拆去钻模，用带导柱平底锪钻锪沉孔3个φ12mm至尺寸。

（7）按图7进行导向套φ10mm内孔的锪孔加工：钻模以工件φ18mm内孔定位，并用M6螺钉固紧，用φ10mm平底锪钻锪孔至尺寸。该钻模考虑到尺寸问题，仍采用9SiCr合金工具钢做成整体结构，以方便加工。简单介绍一下，以上使用钻模均是在双柱坐标镗床T4263B上加工的，孔的位置精度可达到0.01mm。由钳工使用钻模来加工导向套孔均是在台式钻床上进行的，工件用φ160mm自定心卡盘夹持定位，放在钻床工作台上。由于钻削的孔径较小，钻削扭矩不大，故自定心卡盘可不用固定，以缩短辅助时间。同时，在钻孔时应适量添加切削液进行冷却，防止钻头烧伤。

（8）按图1所示由车工车削30°圆锥面至尺寸后，由钳工去除孔口的毛刺并倒钝。经检验部门检验合格后送往热处理进行淬火处理。

（9）工件淬火硬度合格后，由车工对研中心孔及孔口60°锥面，并下转外圆磨工序磨削外圆φ53±0.01mm、φ19.5＋0－0.1mm、φ24－0.007－0.020mm，并靠磨端面至尺寸。

（10）进行线切割工序：最初考虑采用慢走丝线切割来加工定位销孔及导向孔，这样可保证导向套的尺寸精度及表面粗糙度要求，不需再进行加工。但本厂没有这种慢走丝线切割设备，经外协询价，加工费用较高，且交货期没有保证，故此方案被否定，因此考虑利用本厂的快走丝线切割DK7732来加工导向套。DK7732线切割机床的加工精度为0.01mm，可以满足导向套的加工精度，但切割面的表面粗糙度值最多只能达到Ra=3.2μm，保证不了导向套的要求。因此在线切割切割孔时，孔径应留有0.03～0.04mm的余量，再用整体硬质合金铰刀进行铰削，即可达到导向套的表面粗糙度要求。具体加工步骤：用线切割切割一夹具，以导向套的φ24mm外圆定位，并用强力磁铁吸牢，防止导向套的转动。导向套经切割后，下转至钳工工序，用带导向的整体硬质合金铰刀将定位销孔及导向孔铰削至尺寸。至此，该导向套已加工完毕。

2.结语

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培养机械制造工艺设计能力离不开大量的实践，对此，应当提升机械制造工艺设计人员的实践能力，提升设计人员的机械制造工艺设计能力。设计人员在学习及提升的过程中，应当注重自身实践能力的培养，确保机械制造工艺设计和实际操作有机结合，从本质上培养和锻炼自身的机械制造工艺设计的实践操作能力。

二、注重社会环境构建

社会环境对设计者机械制造工艺设计能力有着重要影响，对此，应当注重机械制造工艺设计社会环境的构建，提升机械制造工艺设计人员的实践能力。

（一）提升对机械制造工艺的关注度目前，我国大多数的机械制造工艺能力培养均为对学生的培养，社会对机械制造工艺的关注度直接影响着机械制造工艺设计人才的培养，对此，应当提升对机械制造工艺的社会关注。目前，我国很多高校较为注重机械制造工艺人才的培养，然而社会对机械制造工艺的关注度仍需进一步提升。在社会职业技能培养过程中，应当加强对机械制造工艺能力的宣传，注重机械制造技能的培养，提升机械制造工艺的社会关注度，培养机械制造工艺设计能力。

（二）营造良好的机械制造工艺设计社会环境机械制造工艺能力的发展一定程度上会受到机械制造工艺社会环境的限制，对此，应当营造良好的机械制造工艺设计社会环境。相关部门应当注重机械制造工艺社会环境建设，为机械制造工艺设计人员提供良好的学习环境和实践操作条件，提升机械制造工艺设计人员的专业素质。同时，相关部门也有注重对机械制造工艺相关社会资源的管理，特别是机械制造工艺相关企业资源，确保机械制造工艺相关社会资源的科学、合理利用。此外，企业也应当注重自身机械制造工艺与相关社会资源的有机结合，为机械制造工艺能力的培养提供场所，提升机械制造工艺设计能力培养实效。

（三）注重对企业设计研究的投资管理在培养机械制造工艺设计能力过程中离不开资金的保障，企业在培养机械制造工艺设计能力方面的资金投入和管理直接影响着机械制造工艺设计能力培养成效，对此，应当注重对企业设计研究的投资管理。企业应当加强在机械制造工艺设计能力培养方面的资金投资管理，确保培养资金落实到位，为机械制造工艺能力培养提供经济支持，确保机械制造工艺设计能力培养各项工作的顺利开展，为机械制造工艺设计培养更多优秀人才。同时，企业应当注重对机械制造工的管理力度，注重机械制造工艺管理制度的改革和创新，满足社会对机械制造工艺的需求。

三、结束语

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拉花图案是在苏州檀香扇拉花工艺基础上发展起来的一种装饰性图案。与民间剪纸刻纸有着亲缘关系。在20世纪20年代到30年代，在檀香扇尚处在稚嫩阶段，由男扇转为女扇，其拉花图案由几何形发生改变。为迎合女性审美而镂空的拉花图案的设计趋向转化为精细小巧的各类花草鸟鱼等题材。造型纤巧为显著特色。由众多艺人创新工艺图形设计，将“粗拉花”转变为“细拉花”。一直以来，传统檀香扇为纯手工制作中对拉花图案的“奇、险、巧”最求上可谓登峰造极。在一片扇蔑20厘米长1.5厘米宽的方寸之间，所拉花的“眼”以早前的8到10只，发展到目前的400到500只左右。产生了制扇行业特有的令人叹为观止的“细拉花”手工特艺。图形设计中对拉花图案需要继承这一独特的工艺特色，对所涉及的图形要以“精、细、巧”为主要特性。

2图形设计中的造型由“传统”转为“现代”

檀香扇发展已有百多年的历史，其传统工艺的影响早已深入人心。然而，目前檀香扇的生存状态却并不乐观，究其缘由很多，很大程度上来自年轻人的认同感。80后、90后的人群对苏扇的印象是大都是单一的，传统的，一成不变的，没有了后来人的认同，就失去了其生存发展的土壤，这是苏扇不能很好传承的一大社会缘由。图形设计中一直以来都是沿袭了20世纪80、90年代的样式，缺少创新。从图形的题材选择上还是以“花鸟虫草、园林、仕女图、佛事”等中发掘而来的题材，表现的人物场景形象缺少变化，想要吸引年轻人恐怕不易。因此，在现代图形设计理念下，应当把当前流行元素或构成手法融入到传统工艺的图形设计中，要使得传统工艺散发时代的气息，具有时尚的元素。现代图形中的解构重组可适当替代原有的规律排序；现代图形中吸取外来文化因素将卡通动漫造型嵌入在原有的传统造型；现代图形中的抽象意向图形可以置换原有的具象图形。现代图形中可以将均衡图形设计替代原有的对称图形设计等等。总之，图形设计的手法变化应依托时代的变化而发展，不应墨守成规才行。

3图形设计中结合工艺由“单一”转为“多元”

苏州檀香扇是有“拉花、烫花、绘花、雕花”这四花技艺闻名于世的。涉及到多种工艺的制作，步骤繁杂，需要极高的工艺技巧。在图形设计中势必要结合制作工艺的特点才能真正实施操作。拉烫结合在70年代中期就已经出现，发展到现在也已非常成熟。目前市场上看到的实在很多，不足以显现其优势与特色。现代图形设计中，要积极融合多种工艺手法，将图形创作更加富有新意。其具体的方案可以有：其一，拉花图形作底样纹饰，结合块面烫花图形。其二，细拉花图形除作底纹外，还将烫花画面部分结构做出“实体虚化”的处理，拉烫的交替互转，更具趣味。其三，拉烫与镶嵌工艺结合。镶嵌材质可选用象牙、玉片、银丝、牛角、螺钿等。由于这些材质本身具有的色彩、光泽、机理、质感等都非常具有观赏性，镶嵌在扇面上增加了审美效果，其四，拉烫结合雕刻工艺。扇骨雕刻是不可忽视的一面。图形设计的扇面设计与扇边设计应当结合统筹考虑。通过多种工艺结合可以为原有单一的设计渗透为多元的工艺特色。

4图形设计注重由“实用性”转为“艺术性”

扇子作为纳凉的工具已经盛行了几千年了，随着着电扇、空调的普遍使用，扇子招风纳凉的单一的使用价值正在逐步消失，檀香扇的发展和沿袭早就脱离了原有扇子的使用的功能的退化。苏扇当前的定位由使用价值转向审美情趣艺术价值与收藏价值。因此，图形设计注重的应当随功能的变化而发生变革。提高图形设计的艺术性是今后檀香扇发展的一大任务。要使得传统工艺体现出艺术的情趣，不仅要有工，还要有艺。图形设计创作是其艺术魅力的展现。苏扇的艺术性的提高，必须提高和发展制作檀香扇的艺术图形设计处理与工艺技巧，尤其要注意的是在继承原有精髓的前提下，更要有时代艺术的变革，如同任何艺术创作都来自于生活一样，檀香扇的图形设计不能停滞在传统的图形上，要有创新意识，广泛接触生活的背景下，汲取时代艺术营养，创作出相适应的的新图形。

5结语

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1.教学内容落后，教学手段单一

现在的针织服装设计教材较为落后，已经落后的技术、设备、工艺依然出现在现在的教材中，而一些新的设备、工艺和专业术语却在教材中未有提及，教材的更新明显落后于行业的发展，这直接导致学生所学与社会脱节，也不利于学生创新能力的提高。现在的针织服装教学方法主要是理论授课，教学课件较为陈旧，教师主要采用填鸭式的教学方法，学生只能被动的接受学习。这样的教学方式枯燥、乏味，不能吸引学生的注意力，也不能带动学生学习的积极性，同时，教师和学生之间也不能很好的沟通，教学效果大打折扣。

2.理论学习与实践教学联系不紧密

针织服装设计这门学科强调的是应用性，学生在进行理论学习的同时，也必须通过实践教学体验设计的全过程。很多高校由于资金缺乏，在教学设备购买方面难以满足教学需求。同时，由于很多教师没有企业工作的经验，教师的实践教学能力有限，直接导致实践教学环节薄弱，学生很难积累真正的实践经验。

二、现代针织服装设计教学的探讨

1.合理设置教学计划和内容，体现针织服装特点

由于服装设计专业学生的梭织类服装设计课程较多，针织服装设计类课程较少，直接导致学生在课程结束后依然对针织服装不甚了解，进行针织服装设计更是无从谈起。因此，必须适当的增加针织服装设计课时量，同时，每个课时量都必须充分加以利用。利用针织类服装与梭织类服装的差异性，紧紧抓住针织类服装的特点，进行针对性的教学。通过开设服装品牌设计、工艺结构设计、专业设备操作等方面的课程，丰富课程的教学内容配置。

2.注重工艺和机械知识学习，加强校企合作

针织服装设计课程要求很强的动手能力，通过这门课程的学习，使学生能够对针织设备的使用具有一定的了解。高校通过开设实践课程，给学生更多的实际操作时间，使学生能够更加熟练的掌握电脑横机等专业设备的操作。同时，应该加强学校与针织企业的合作，给学生提供到工厂实地学习的机会，这样更能让学生直观、真实的了解针织企业的工作流程，也使得自己所学的理论知识与实践紧密的结合起来。国外的职业化教育就非常强调实践教学，注重锻炼学生的动手能力和专业素质。如英国的一些大学采用“三明治”式的教学方法，即让学生先进行在校理论学习两年，然后进工厂实习一年，最后再回到学校进行理论学习和毕业创作，这种教学方式取到了很好的效果。

3.注重服装CAD和专业外语教学

篇7

根据表1，98%的浓硫酸、磺酰氯和醋酸酐均不能与水接触。浓硫酸与水接触，会放出大量热量，使得储罐急速升温；醋酸酐与水反应会生成醋酸，严重影响原料的浓度以及下游工艺质量；磺酰氯与水接触发生反应（SO2Cl2+2H2O2HCl+H2SO4），产生大量气相HCl和硫酸，其中焓变为-278kJ/mol，反应绝热温升可达到342℃，影响罐内温度、压力、物料状态以及材料的温度与许用应力。工艺设计时需考虑原料的特性，避免水分进入罐内，并避免使用呼吸阀一类的安全装置以防止将空气带入。此外，应采用自控系统实现罐内的压力平衡；卸料结束需及时用干燥氮气吹扫，防止空气回串带入水分；停车检修时的吹扫干燥步骤需和工厂操作人员沟通，严禁水残留，并写入操作标准手册。

2关键工艺设备的选型及设计

2.1储罐选型

作为原料罐区设备的核心，储罐的选型首先考虑储罐的结构形式，其判断依据主要为原料的物料特性、国家规范、储罐材料的制作结构限制和制作成本等。根据表1的物料特性及物料衡算，维生素B6原料储罐工作容积普遍小于100m3，且大部分物料为酸、酯等液体物料和异丁醇类的易聚合物料，故从结构考虑，可选用固定顶储罐。在维生素B6原料储罐材料的初选中，大部分可选用不锈钢，另外一部分原料由于对不锈钢具有腐蚀性，需选用搪玻璃储罐[2]。由于搪玻璃制作工艺的限制，目前国内搪玻璃储罐普遍的有效容积为20~30m3，如果做到40m3以上,搪玻璃的高温搪烧工艺会有一定风险，容易导致内衬玻璃质釉的不合格或者破损。根据相应原料罐区的物料平衡关系，应设置30m3以下的单罐或者双罐，同时还要考虑搪玻璃储罐管口最小尺寸（DN50）和顶部开孔数量的限制。针对某些下游用户有GMP的工艺要求，必须对储罐的不锈钢内壁进行抛光，达到表面粗糙度值小于0.8μm的要求，并且顶部管口设置应避免出现死角，侧面管口不宜设置人孔。储罐的设计压力确定原则为：首先确定储罐的设计正压力,使用氮封系统的储罐可根据氮气的最高压力确定,维生素B6储罐全厂使用200kPa氮气减压形成1kPa进、4kPa出的气封系统，考虑到氮封系统减压阀失效的工况,选择储罐的设计正压力为氮气最高操作压力的1.1倍（即220kPa）；设计负压力的校核可根据储罐设备无保护措施或氮封系统不工作的情况下介质的排出工况,即使用理想气体方程（pV=nRT）进行工况前后的压力估算，判断可能出现的负压情况。介质排除前，压力p1选择常压下介质的气体分压（即大气压力p）与介质饱和蒸汽压的乘积，体积V1选择储罐最苛刻工况（即最高工作液位）下的容积,可取设备全容积与填充系数的比值。介质排除时,体积V2选择原有气体体积，即10%罐顶体积与储罐全容积相加，减去出料泵流量再乘上储罐低液位泵15min最低抽空时间。根据p1V1=p2V2得出最苛刻工况下的p2。通过实际计算，p2＝-90~-89kPa，即储罐设备无保护措施下或者氮封系统不工作的情况下介质排出时会导致高真空。考虑到钢制储罐在整厂设备制造中体积用料最大，从经济角度考虑（如较高负压工况将使设备成本上升），应将220kPa的正压力作为储罐制造设计的依据，要求厂商提供在该正压条件下能承受的最大负压，选出通用设计条件作为钢制储罐的设计负压力。考虑到制造工艺的特点和制造容积的限制，搪玻璃储罐的设计负压力可以选择全真空，从而提高安全性。这样也可避免选择内衬PTFE或玻璃钢之类不能承受高负压工况的设备材料。

2.2泵选型

泵选型应考虑泵的用途、流量、扬程、材料、轴封、气蚀余量及现场条件。原料罐区的泵主要以卸料泵和出料泵为主，如无特殊流量要求，应尽量选择离心泵，原因是离心泵具有结构简单、输液无脉动、流量调节简单等特点。卸料泵流量应根据卸料槽车的大小和卸料时间确定。卸料槽车油罐容积为20~30m3，根据厂区卸料时间规定（1~2h操作时间），可得到卸料泵流量为20~30m3/h，医药项目罐区工艺的设计应尽量选择统一的卸料泵，以方便卸料区域泵的维修、操作、备品备件的统一。扬程可根据原料罐区卸料区域建议布置及目标储罐的操作压力确定，设置应尽量统一。输送泵的流量和扬程可根据下游装置区的要求取值，如果泵终端没有特殊压力要求，建议取50kPa作为扬程及压降校核依据。轴封是泵选型中另一个需要重点考虑的问题，可根据物料的特性选择机械密封或直接选用磁力泵，轴封的选型可由表2（泵轴封的选型）对照表1来确定。由于大部分介质为溶剂或有毒危险介质，综合考虑整厂的公用工程情况，可统一选用磁力驱动泵，以方便生产、维护及长期运营成本的控制。

2.3换热器选型

维生素B6项目中原料罐区的换热器主要用于三种工艺工况：（1）保持罐内介质的温度不低于相关介质的凝固点温度，以防止物料堵塞管路和设备而引起生产和安全事故[3]；（2）保持罐内介质的温度不高于或者接近相关介质的闪点温度或饱和蒸汽压对应的温度，以防止物料的大量损失以及可能的火灾风险[3]；（3）罐顶气体排出口的设置使挥发度较高（即饱和蒸汽压偏高）的介质气相冷凝，以减少物料的损失。根据工艺工况确定换热器的工艺功能：工况1为加热器，工况2为冷却器，工况3为冷凝器。然后可根据原料罐区中介质的操作及设计温度和压力，确定换热器的形式。可以将公用工程介质的最高温度作为换热器的设计温度。加热器工况下，以95℃热水作为热媒，换热器的设计温度以冷流出口阀门误关为最苛刻工艺工况，宜选用100℃；冷却器工况下，以-15℃冷冻盐水作为冷媒，换热器的设计温度以热流出口阀门误关为最苛刻工艺工况，宜选用-20℃。压力应考虑相关泵的关闭压力，即通过厂商提供的关闭压力值来确定换热器的设计压力。在换热器的温度和压力已经确定的情况下，对于工况1和2，在设计温度不高于150℃、设计压力不大于1.5MPa的情况下，因介质状态变化少，大多数都是液液热交换，应尽量选用板式换热器。板式换热器的换热面积较容易获得且占地面积小、容易维护，比较适合维生素B6之类的医药项目。而针对工况3，由于涉及到相变，冷凝器应使用管壳式换热器，通过冷媒的作用，可使气相介质冷凝后沿管程侧呈膜状向下流动，形成汽液分离的效果，从而达到工艺设计要求。

3确定维生素B6

原料罐区的工艺流程图原料罐区的典型工艺流程固定统一,即原料通过卸料泵从槽罐车输送到原料储罐,再通过出料泵持续或间歇地输送到下游设备，具体流程见图2，实线为主工艺路线，虚线为根据工艺要求进行增减的路线。对可燃、有毒或者挥发性强的介质，应根据工艺设计要点增加氮封系统，包括设置相应的氮气软管站、储罐氮气进入和排出系统、开停车储罐氮气吹扫系统等。对于下游用户有GMP要求的储罐，需选择符合要求的氮气标准，水分体积分数必须小于5×10-6，以防止相关原料受到污染。对高凝固点介质，应采用流体循环加外部换热器（保持原料温度）的储罐，且内部需加装喷嘴。根据储罐大小,选择单喷嘴形式,类似同心异径管,安装在储罐内靠近罐底的回流管出口处，见图3。喷嘴仰角的计算必须以储罐的最高液位作为依据[7]。从有效利用能源的角度考虑，可以在储罐上设置温度传感器用于监控介质的温度，尤其是一些凝固点较低但又高于常年冬天最低温度的介质（如丁烯醇、环己烷等）。加热媒介可以设置为罐内温度达到安全值时停用，以达到降低能耗的目的。对于持续运行的出料泵，必须考虑设置小流量线，以防止下游用户关闭阀门时，出料泵低于最小流量长时间运行，导致部分介质的温度升高，从而影响泵进口处的温度，导致汽蚀余量的产生，甚至引起泵的损坏。对于槽车卸料泵的开启，应设置安全开启条件（即槽车静电连接条件）、槽车平衡线连接条件、软管连接条件，在三者同时满足的情况下，卸料泵才能启动。还应在相应的因果关系图中注明反馈信号条件，以保证卸料泵在安全可靠的情况下启动电机，并保证生产及人员安全。

4结语

篇8

自卸汽车保险杠为壳形结构，前端面设有三处加强筋，中间两处的加强筋中间是通孔，表面的过孔在下料时已加工出，保险杠主要配合尺寸:418mm、372mm、2980mm、2885mm、1996mm、180mm和70mm。该保险杠选用的材料是Q235－A钢板，板厚为(2.5±0.19)mm。

2.原工艺方案缺点

原工艺方案:下料→成形加强筋→折弯成形两长立边→成形两短立边→拼焊。该方案需五道工序完成一个制件的制作，下料采用精细等离子切割机，精细等离子切割机位于公司下料车间，加强筋、短立边成形采用液压机及简易模具成形，折弯采用折弯机成形，液压机、折弯机、焊机位于车身车间，由于工序多，且每道工序之间存在输送，辅助工时长，制作出一个保险杠大概需10h，此方案在产品试制阶段使用过。

3.新工艺方案优点

改进后的工艺方案:下料→模具成形(完成压筋与折弯)→拼焊。该方案需三道工序即可完成一个制件的制作，算上工序与工序之间的输送，制作出一个保险杠大概需2h。经分析，得知方案二工序少、辅助工时及制作工时短、效率高，市场对公司该车型需求量大，其余车型经常需使用液压机、折弯机进行成形，采用改进后的方案适合我公司现阶段的自卸汽车批量生产，也符合公司的统筹规划，并且该方案已在生产实践中取得较好的效果。

4.模具结构及特点

本模具为折弯压筋复合模，采用弹性顶料装置和上出料方式。模具上模刃口15是折弯工艺的凸模，是压筋工艺的凹模，下模刃口10、14是折弯工艺的凹模，凸模是压筋的凸模，该模具采用导向板进行导向。

5.模具设计

保险杠成形由折弯压筋两个工序制作而成，钢板Q235－A为软材料，在弯曲时应有一定的凸凹模间隙，工件尺寸均为自由公差，按IT12级选择尺寸公差即可，角度按照GB/T15055—2007冲压件未注公差尺寸极限偏差m级选择，可知:角度为90°±45'。该钢板的允许最小折弯半径rmin=0.5t=1.25(mm)，零件弯曲半径r=15－2.5=12.5(mm)＞1.25mm，故不会弯裂。计算零件的相对弯曲半径r/t=12.5/2.5=5，可知弯曲变形后角度回弹较小，弯曲半径变化也不大，所以可通过在凸模上采取补偿且取较小间隙即可达到要求。

6.模具主要工作部分零件设计

(1)关于折弯模具部分:为防止回弹，在上模刃口的左右两侧留2t作为折弯直边，从2t点到压筋模处采用斜边结构，两侧1mm高度差斜向上，同理在凸模处采取两侧2t宽度采用直边，从2t点到压筋模处采取斜边结构，即两侧1mm斜向上，此凸模是压筋成形的凸模，对于折弯工艺是作为顶料板的作用，中间高、两侧低;上模座两侧各缩进10mm，以防止回弹板料往外侧扩。间隙在最初设计时按大值设计，在调试模具时可通过在折弯凹模处塞铜皮以达到调整折弯模具间隙的目的。(2)关于压筋模具部分:凹模比凸模进入的深度深1mm，以抵消压筋回弹。

7.结语

篇9

1.1主动锥齿轮两圆锥滚子轴承间调整垫片选取此垫片为主动锥齿轮轴承的预紧垫片（图4）。该垫片控制主动锥齿轮上两个圆锥滚子轴承的轴向间距，确保在整车状态下主动锥齿轮上的圆锥滚子轴承正常运行。此垫片若选择超差，将直接导致主动锥齿轮起动力矩不满足要求，需要反复拆解主动锥齿轮轴承座总成进行垫片选配，延长了作业节拍、降低了生产效率。

1.2主动锥齿轮起动力矩控制在整车运行状态下，主动锥齿轮的圆锥滚子轴承正常运行充分发挥其功能，而当此参数不合格时，主动锥齿轮的圆锥滚子轴承会早期失效，导致车桥总成丧失驱动功能。主动锥齿轮的圆锥滚子轴承在一定轴向加载负荷下，转动主动锥齿轮时，其起动力矩（图5）必须满足产品的参数要求。此参数之前的工艺方法为人工手动检测，误差较大。在此次工艺开发中消除了人为因素，使用机械自动控制该预紧力，提升了产品质量的保障能力。

1.3主从动齿轮啮合印迹垫片选取正确选取主从动齿轮啮合印迹垫片（图6），是保证减速器中主动锥齿轮与从动锥齿轮正确啮合的必要条件。只有保证主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合印迹正确，才能充分发挥主从动锥齿轮的传动功能及效果，否则，将导致主从动锥齿轮早期失效（剥落、断齿等）。此垫片之前的工艺方法为人工手动检测后计算需要的垫片厚度值，其误差较大。若使用机械自动检测自动显示需要的垫片厚度值，则可保证主从动齿轮正确的安装位置，提升产品质量的保障能力和生产效率。

1.4深腔内多连接螺栓自动拧紧要求对深腔（深度＞400mm）狭小空间内成组多连接螺栓，设计机械化快速自动拧紧的作业图3减速器合件总成图4主动锥齿轮及轴承座总成中调整垫片位置图调整垫片图5主动锥齿轮起动力矩示意图起动力矩方案，保障螺栓预紧力、操作便捷同时满足生产节拍。

1.5在线检测需要在线检测主从动锥齿轮的啮合印迹、噪声、速比等。2.1.6作业劳动强度需要将作业劳动强度降低，应达到人均作业负荷下降20%的目标。

2装配线工艺方案

2.1工艺目标解决工艺设计要保证产品质量检测数据可追追溯；提高产出率/人•h；保证物流顺畅；设备操作安全可靠。

2.1.1年产目标年产目标为8.1万台。其中，年时基数为270天，两班生产时间为15h，设备开动率为85%，单台所需时间为2.5min。

2.1.2质量目标要求扭矩及起动力矩合格率均达100%，关键项具备自动防错能力，系统数据集成工艺参数可追溯。相关措施：a.轴承装配：采用静压工艺，带有位移控制和压力检测功能。b.螺纹联结件拧紧方式：采用电动拧紧。c.涂胶：复杂涂胶路径采用机器人涂胶。d.主被动轮接触印迹及齿侧间隙：采用线外加载试验方式检测，具有图像比对及处理功能，自动调整齿侧间隙。e.主从动齿轮印迹垫片选择：在线检测，自动显示。g.主动轮两圆锥滚子轴承间调整垫片选取：采用选垫机自动选垫。h.主动锥齿轮轴承预紧力：在线自动检测。i.螺纹件锁铆：采用在线机器锁铆。

2.1.3物流及工位器具整个生产线的零部件从上装配线到各工序进行装配以及减速器总成下线的全过程中，零部件不允许有反复流动现象。工位器具不仅要满足对零部件储运的基本要求，还要求具备取用便捷并有效地降低劳动强度、提升生产效率等功能。

2.2工艺方案

根据现有的工艺设计条件（场地面积等）以及装配线发展趋势，在充分利用场地空间的同时，须考虑物流顺畅，对主动锥齿轮及轴承座总成装配线、从动锥齿轮差速器总成装配线以及减速器合件总成装配线设计了多种工艺布局方案，从中优选了一种方案：主减速器线为“一”字形，主动锥齿轮主轴承座总成和从动锥齿按差速器总成装配线采用双环结构并且分别布置在主减速器线的两侧，采用空中输送线将主动锥齿轮从动锥齿轮差速器总成装配线输送到主动锥齿轮及轴承座总成装配线的作业工位，可在有限的场地空间内即可保证主被动轮的配对装配，又可保证减速器总成的自动输送，降低操作人员的劳动强度并提高了生产效率。该工艺方案优点：适合目前狭长的厂房特点；可保证充分利用了现有的场地条件，物流通畅；满足了设备在线布置的需求；可保证对每个减速器总成进行在线检测；可实现物料自动输送，降低工人劳动强度。其缺点：投资较大；采用的新技术较多，技术风险较大。商用车重型减速器装配线工艺方案布局情况见图7。

3减速器关键技术设备

3.1减速器装配线工艺流程安装主动锥齿轮及轴承座总成保证主动锥齿轮起动力矩安装从动锥齿轮差速器总成安装减速器合件总成检测主从动齿轮啮合印迹、运行噪声等减速器合件总成成品下线入库。

3.2关键技术设备

3.2.1自动选垫设备自动选择垫片的设备用于在线自动检测主动锥齿轮两圆锥滚子轴承之间的调整垫片。在主动锥齿轮两圆锥滚子轴承之间放置工艺垫片，对两圆锥滚子轴承预加轴向负荷，旋转主动锥齿轮，同时上下移动主动锥齿轮，通过相对位移差自动检测出主动锥齿轮轴承座总成两圆锥滚子轴承之间所需的垫片厚度值。自动选择垫片界面见图8。

3.2.2压测机压测机功能：自动检测主动锥齿轮的起动力矩，进一步验证主动锥齿轮两圆锥滚子轴承之间调整垫片的合理性，该设备自动检测主动锥齿轮起动力矩的显示界面见图9。对两轴承预加设定的轴向载荷，自动检测主动锥齿轮的转动力矩是否符合设定的参数值，“是”则自动判断合格，“否”则判定不合格并进行声光报警。对于检测不合格的产品须更换垫片进行重新操作，以至完全合格。影响自动检测主动锥齿轮起动力矩一次性合格率的主要因素：轴承自身制造精度、轴承座质量及垫片质量。在进行垫片自动测选（4.2.1）工序中，轴承及轴承座已经包含在被检测零件系统中，因此垫片的质量是影响主动锥齿轮起动力矩检测准确性的首要因素。垫片厚度及其平面度超差，都会对主动锥齿轮起动力矩检测具有较大影响。

3.2.3啮合印迹垫片设备要正确选取主从动齿轮的啮合印迹垫片，垫片的安装位置见图10。必须对主动锥齿轮轴承座总成的安装高度值（图10中“选垫参数值1”）进行检测。同时要对减速器壳的安装高度值（图11中“选垫参数值2”）进行检测，根据检测数据计算所需啮合印迹垫片的厚度值，以此选用垫片。在此减速器装配线工艺设计中，采用2台设备分别对轴承座及轴承合件和减速器壳进行自动检测，自动提取主从动齿轮啮合印迹垫片的“选垫参数值1”和“选垫参数值2”数据，对此2台设备数据进行联机作业，将“选垫参数值1”的检测数据自动传输到减速器壳检测设备上与“选垫参数值2”进行逻辑运算，自动获得了主从动齿轮啮合印迹垫片的厚度值。啮合印迹垫片检测界面见图12。

3.2.4深腔壳体内多连接螺栓连续拧紧采用以不等分变位的4轴拧紧机实现对深腔连接螺栓的拧紧作业，有效地解决了布置在400mm深腔减速器壳体内的轴承座与壳体的8个连接螺栓可靠快速地拧紧装配，保证了螺栓扭矩，提高了作业效率。

3.2.5参数自动检测加载运转试验机实现了减速器总成在线加载运行的速比、扭矩和空载扭矩等参数的自动检测，可检验啮合印迹并对啮合印迹进行自动拍照，以保存备案（图13）。

3.2.6减速器装配线3条装配线均采用自动输送夹具托盘、作业工位自动准停、设备自动运行的方式进行自动化作业。其中主动锥齿轮及轴承座总成装配线和从动锥齿轮差速器总成装配线采用摩擦轮输送夹具托盘，减速器合件总成装配线采用精密滚子链输送夹具托盘，提高了作业效率，降低了劳动强度。4.2.7装配线管理减速器总成装配线采用MES数据管理系统，采集各线各工位作业数据（选垫值、扭矩值、主动锥齿轮起动力矩等）保存在数据库中，可实时进行作业数据追溯和进行远程作业管控，提高了生产现场的管控水平。

4工位器具及物流

现有的工位器具可以储运物料，但操作者取料困难并劳动强度大，物料磕碰严重。新减速器装配线工位器具在设计之初即对零部件进行分类（大、中、小）：减速器壳体、齿轮等列为大型件物料；突缘、轴承座等列为中型件物料；轴承、连接螺栓等列为小型件物料。大、中型物料采用专用料架进行转载储运；小型件物料采用设定的标准料盒装载并送至生产线现场滑移式货架上。大型件物料架周转周期为0.5～1h；中型件物料架周转周期为1.5～2h；小型件物料架周转周期为4h；根据作业需求确定工位器具结构，然后再确定零部件包装方式。通过对物料包装方式及物料上线方式的管控，实现了定时定量的物料配送，减少34%的物流车辆运行成本，装配现场的在制品数量降低62%。新减速器装配线工位器具在现场使用后，操作者取料步行数均在2步以内，可直立便捷取用物料，人均作业负荷≤20N•m，相比早期设计的减速器装配线作业负荷下降82%，降低了操作者劳动强度，提升了生产效率。

5结论

篇10

根据工艺原理及LiOH溶液的性质和项目要求，要解决的关健技术问题是如何将高纯LiOH产品与G、SO42-等杂质分离。为此，在设计中主要从以下几个方面进行考虑。将高纯LiOH•H2O产品与SO42-等杂质分离LiOH溶液中除SO42-的方法有二种途径：（1）当SO42-含量低时，利用LiOH和Li2SO4溶解度差异，用结晶方法进行提纯；（2）SO42-含量高时，利用向LiOH溶液中加入Ba(OH)2•8H20来除SO42-。材质的选择高纯LiOH•H2O生产对质量要求很高，故对该项系统与物料相接触的机器设备采用不锈钢,目的是为防止系统中设备腐蚀，从而影响产品质量。对转化部分的设备根据物料性质采用衬聚四氟乙烯、衬塑等防腐蚀材料。工艺流程的设计为使高纯LiOH•H2O产出系统产出的产品更好地满足用户要求，为此在工艺流程设计的运行方式上拟采用以下措施：（1）为保证进入系统的高纯LiOH溶液不含有大的硬度颗粒，对溶液在进行蒸发浓缩以前，进行过滤，过滤孔径为5～10μm；（2）为保证外来杂质不进入产品系统，系统物料采用封闭运行，系统物料所需用水，采用高纯LiOH溶液中蒸发出来的蒸汽冷凝成二次水，严禁外来水直接进入高纯LiOH溶液中；（3）对进入系统的压缩空气进行除水、除油、除尘处理；（4）为防止高位贮槽发生冒槽，对高位贮槽的液面与输送泵之间采用连锁控制，同时，对高位槽的液面设置报警装置；（5）为防止产品在空气中暴露的时间过长，致使空气中CO2与高纯LiOH发生下列化学反应，生成碳酸锂，产品出离心机之后应迅速进行包装。根据以上技术分析，在设计高纯LiOH•H2O产品产出系统时，确定其生产工艺流程是将高纯LiOH溶液，首先除G，然后转入73A进行蒸发、结晶、分离。由于高纯LiOH•H2O产品极其昂贵，为提高产品收率，将高含杂母液通过LiF岗位固化生成LiF，经转化工序转化为LiOH液，最后根据转化含杂情况转入73A或除G，实现高纯LiOH•H2O产品的后续生产。图1为工艺流程示意图。

2工艺参数的选择及计算

蒸发加料量的计算根据项目的要求，LiOH•H2O的生产能力为100kg/d，进料浓度3.0mol/L，则摩尔数n为：n=100×103/42=2380.95mol蒸发锅的加料量V=n/C=2380.9595mol/3（mol/L）=793.65(L)≈0.8m3因此，确定一次蒸发加料量为0.8m3。蒸发加热温度(用蒸汽压力表示)的选择根据化工物性数据[2]，表19.3.6.1(2)饱和水与饱和水蒸气表或饱和水蒸气表[3]查出，加热温度127.2～133.4℃，蒸汽压力为0.15～0.20MPa。因此，选择蒸汽压力为0.15～0.20MPa(表压)。蒸发终点（浓缩比）控制的选择蒸发终点就是使蒸发溶液达到过饱和从而结晶析出，LiOH•H2O产品的控制点，根据LiOH的过饱和浓度和我公司锂盐生产线的实践，选取浓缩比为0.5～0.6。离心温度根据氢氧化锂在水中溶解度的差异，见表3。由表可见，在35～50℃氢氧化锂在水中的溶解度稳定，在35℃以下，溶解度变化很小，在50℃以上，溶解度开始明显增加，因此，选择40℃～50℃最合理、经济。物料衡算根据高纯LiOH•H2O产出系统工艺流程示意图，供物料衡算用。原料质量指标为：高纯LiOH溶液，经除G工序除G后，蒸发浓缩比0.50～0.60(以0.5计算)溶液浓度为3.0mol/L，五班四倒，每天出2锅料，采用定量蒸发技术，则进入蒸发锅的物料为：（以LiOH•H2O计)m=C•V•M（1）式中：m———LiOH•H2O的质量，kg；C———LiOH溶液的摩尔浓度mol/L；V———LiOH的体积，L；M———LiOH的摩尔质量，g/mol。

3主要设备设计计算及选型

蒸发锅设备设计的计算及选型蒸发锅体积的计算73A的生产能力主要由蒸发锅的体积决定。因此计算的思路是根据要达到的产量来选取蒸发锅，并对蒸发系统进行计算，再由蒸发量、蒸发时间、澄清时间等参数来选取反应槽体积。根据项目的要求，蒸发锅一次进液量0.8m3，按其有效使用容积60%计算：蒸发锅体积V=0.8/60%≈1.33m3热量计算蒸发操作的目的是物质的分离，将溶液中溶剂蒸发使溶质结晶析出，但过程的实质是热量传递而不是物质传递，73A蒸发采用是单效蒸发且是近似定量蒸发。离心机的选型确定离心机的选型通常与物料特性（如腐蚀性、磨蚀性、毒性等），进料量，料浆温度T，物料密度，粒度等有关。根据LiOH溶液的物料特性、离心温度、产量，水分要求，故本设计选用三足式离心机。离心机的主体材质为不锈钢。物料输送设备的选择由于物料昂贵不允许泄漏，应考虑选用无泄漏泵，如屏蔽泵、磁力泵、或带有泄漏液收集和泄露漏报警装置的双端面机械密封，根据具体情况，本设计选用不锈钢磁力泵[6]。精密过滤设备的选择选用精密过滤设备，其目的是防止大的硬度颗粒或机械夹杂物进入产品系统，它可滤除液体、气体中0.1um以上的微粒,主体材质为不锈钢。4.5压空净化设备的选择为防止压缩空气中油、水、尘进入产品系统，需对压缩空气进行净化处理。要求除水、除油达到99％以上。

4生产验证

高纯LiOH•H2O产出系统完成设计后，建立了生产线，在当年产出合格的高纯LiOH•H2O产品，产品质量分析结果见表6。从分析结果看，产品合格率为100%，完全满足用户产品质量的标准。

5结论