設(shè)備設(shè)計精選(九篇)

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第1篇：設(shè)備設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：機械設(shè)備；設(shè)計；流程

引言

現(xiàn)今，隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，科技水平的提高，原來的一些機械設(shè)備已經(jīng)不能達(dá)到加工生產(chǎn)的需要了，這就需要我們開發(fā)新的機械設(shè)備。機械設(shè)備無論是在加工制造行業(yè)，或是科研生產(chǎn)都是十分重要的，因此新的機械設(shè)備的設(shè)計開發(fā)工作十分重要，文章將就設(shè)備研發(fā)中的一些問題進行闡述。

1 計劃階段

在計劃階段中，應(yīng)對所設(shè)計的機器需求情況做充分的調(diào)查研究和分析，通過分析，進一步明確機器所應(yīng)具有的功能，并提出所具有的約束條件，明確設(shè)計任務(wù)的全面要求和細(xì)節(jié)，做出設(shè)計任務(wù)書。設(shè)計任務(wù)書大體上應(yīng)該包括：機器的功能，經(jīng)濟性及環(huán)保性的估計，制造要求方面的大致估計，基本使用要求，以及完成設(shè)計任務(wù)的預(yù)計期限等。

2 方案設(shè)計階段

這一階段對設(shè)計的成敗其關(guān)鍵的作用。首先要進行機器功能的分析，就是要對設(shè)計任務(wù)書提出的機器功能中必須達(dá)到的要求、最低要求及希望達(dá)到的要求進行綜合分析，即這些功能能否實現(xiàn)、功能之間是否有矛盾，相互間能否替代等。最后確定出功能參數(shù)，作為進一步設(shè)計的依據(jù)。確定出功能參數(shù)后，即可提出可能的解決辦法，亦即提出可能采用的方案。尋求方案時，常用的辦法是先從執(zhí)行部分開始討論。討論設(shè)備的執(zhí)行部分時，首先是關(guān)于工作原理的選擇問題（必須不斷研究和發(fā)展新的工作原理）。根據(jù)不同的工作原理，可以擬定多種不同的執(zhí)行機構(gòu)的具體方案。原動機部分的方案當(dāng)然也可以有多種選擇。現(xiàn)在大部分的機械都優(yōu)先選用電動機作為原動機。傳動部分的方案就復(fù)雜多樣了，在如此眾多的方案中，技術(shù)上可行的僅用幾個，對這幾個可行的方案，要從技術(shù)方面和經(jīng)濟環(huán)保等方面進行綜合評價，從經(jīng)濟性進行評價時，既要考慮到設(shè)計及制造時的經(jīng)濟性，也要考慮到使用時的經(jīng)濟性。進行機器評價時，還必須對設(shè)備的可靠性進行分析，要把可靠性作為一項評價的指標(biāo)。從可靠性的觀點來看，盲目的追求復(fù)雜的結(jié)構(gòu)往往是不明智的，設(shè)備越復(fù)雜，發(fā)生故障的可能性就越高。環(huán)境保護也是設(shè)計中必須認(rèn)真考慮的重要方面。通過方案評價，最后進行決策，確定一個據(jù)以進行下步技術(shù)設(shè)計的原理圖或機構(gòu)運動簡圖。在方案設(shè)計階段，要正確處理好借鑒和創(chuàng)新的關(guān)系。同類機器成功的先例應(yīng)當(dāng)借鑒，原先薄弱的環(huán)節(jié)及不符合現(xiàn)用任務(wù)要求的部分應(yīng)當(dāng)加以改進或根本改變。應(yīng)當(dāng)把握好積極創(chuàng)新和對原先合理經(jīng)驗的平衡。

3 技術(shù)設(shè)計階段

技術(shù)設(shè)計階段的目標(biāo)是產(chǎn)生總裝配草圖及部件裝配草圖。通過草圖設(shè)計確定出各部件及零件的外形和基本尺寸，包括各部件之間的連接，零部件的外形及基本尺寸。最后繪制零件的工作圖，部件裝配圖和總裝圖。

為了確定主要零件的基本尺寸，必須做以下工作：

（1）設(shè)備的運動學(xué)設(shè)計。根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)方案，確定原動件的參數(shù)（功率、轉(zhuǎn)速、線速度等）。然后做運動學(xué)計算，從而確定個運動構(gòu)件的運動參數(shù)（轉(zhuǎn)速、速度、加速度等）。

（2）設(shè)備的動力學(xué)設(shè)計，結(jié)合各部分的結(jié)構(gòu)及運動參數(shù)，計算各組要零件所受載荷的大小及特性。

（3）零件的工作能力設(shè)計。已知主要零件所受的公稱載荷的大小和特性，即可做零部件的初步設(shè)計。設(shè)計所依據(jù)的工作能力準(zhǔn)則，須參照零部件的一般失效情況、工作特性、環(huán)境條件等合理的擬定，一般有強度、剛度、壽命準(zhǔn)則等。通過計算或類比，即可決定零部件的基本尺寸。

（4）部件裝配草圖及總裝配草圖的設(shè)計。根據(jù)已定出的主要零部件的基本尺寸，設(shè)計出部件裝配草圖及總裝配草圖。草圖上需對所有的零件的外形及尺寸進行結(jié)構(gòu)化設(shè)計。

（5）主要零件的校核。有一些零件在上述第（3）步中由于具體的結(jié)構(gòu)未定，難于進行詳細(xì)的工作能力計算，所以只能做初步計算及設(shè)計。在繪出部件裝配草圖及總裝配草圖后，所有零件的結(jié)構(gòu)及尺寸均為已知，相互鄰接的零件之間的冠以也為已知。只有在此時，才可以較為精確定出作用在零件上的載荷，決定影響零件工作能力的各個細(xì)節(jié)因素。只有在此條下，才有可能并且必須對一些重要的外形及受力情況復(fù)雜的零件進行精確的校核計算。并根據(jù)校核結(jié)果反復(fù)修改零件的結(jié)構(gòu)及尺寸。知道滿意為止。

4 加工、安裝和調(diào)試

當(dāng)技術(shù)設(shè)計階段完成后，就進入了零件的加工制造環(huán)節(jié)，在進入加工前，要與加工企業(yè)做技術(shù)交底，對一些存在的問題進行討論，確保加工制造要按照設(shè)計意圖來執(zhí)行，加工出合適的零部件。

4.1 零件加工

在將設(shè)計圖紙送交給加工企業(yè)并就圖紙進行了技術(shù)交底后，設(shè)計人員要經(jīng)常與加工企業(yè)進行保持聯(lián)系，就加工進度保持關(guān)注同時注意解決加工中出現(xiàn)的一些問題，同時對這些問題做好詳細(xì)記錄，以備以后使用。

4.2 設(shè)備組裝調(diào)試

在零部件加工完成后，就計入了組裝環(huán)節(jié)，設(shè)計人員應(yīng)到現(xiàn)場指導(dǎo)按照，使其能夠按照設(shè)計的意圖安裝，保證安裝環(huán)節(jié)不出現(xiàn)問題。安裝完成后，就進入了調(diào)試階段，調(diào)試是看設(shè)備安裝是否到位，看機器是否正常運轉(zhuǎn)，同時對機器進行最優(yōu)化調(diào)整，使其能夠在穩(wěn)定、高效的狀態(tài)下工作。

4.3 機械設(shè)備的驗收

在機器設(shè)備安裝調(diào)試完成后，應(yīng)組織相關(guān)人員對機器進行驗收，看機械設(shè)備是否能達(dá)到設(shè)計的設(shè)計性能。

4.4 設(shè)備的試生產(chǎn)

在機械設(shè)備安裝、調(diào)試完成后，應(yīng)該及時組織人員進行試生產(chǎn)，看看功能和產(chǎn)量是否能夠達(dá)到設(shè)計預(yù)期，如果達(dá)到了預(yù)期，就可以投入使用，如果未達(dá)到預(yù)期，應(yīng)該原因進行查找，找到原因后，找出解決辦法，同時就設(shè)計不合理的地方進行調(diào)整，調(diào)整后繼續(xù)進行試生產(chǎn)，指導(dǎo)設(shè)備能夠滿足要求。

4.5 設(shè)備投入使用

設(shè)備經(jīng)過試生產(chǎn)合格后，設(shè)計人員就設(shè)備的械設(shè)備操作、工藝、維護的相關(guān)資料和圖紙整理成冊，而后將其交付給使用部門，同時應(yīng)對設(shè)備的操作人員進行必要的培訓(xùn)，使其能夠按照使用手冊來規(guī)范的操作設(shè)備，此后，機械設(shè)備方能投入使用。

5 對設(shè)計研發(fā)過程中需要注意的問題進行分析

5.1 研制階段需要注意的問題

在這個階段，設(shè)備加工制造的好壞，直接關(guān)系到設(shè)備的性能是否達(dá)到設(shè)計的預(yù)期。在這個階段，設(shè)計者應(yīng)時常與加工單位進行溝通，確定合理的加工工藝，保證能夠按照圖紙設(shè)計要求來加工制造，同時要與加工人員進行討論，取得加工單位的加工能力，有了問題及時調(diào)整，確保加工順利進行。

5.2 安裝調(diào)試階段需要注意的問題

在前期設(shè)計、加工制造完成后，設(shè)備的安裝調(diào)試是影響設(shè)備性能的最后環(huán)節(jié)，這個階段的好與壞也是十分重要的。在這個階段，設(shè)計人員要來到現(xiàn)場對設(shè)備的安裝進行指導(dǎo)，對于安裝過程中出現(xiàn)的問題及時解決，同時及時記錄這些問題進行分析，從中查找改進的方法，確保下回設(shè)計中不會出現(xiàn)類似的問題。在安裝、調(diào)試階段完成后，將進行試生產(chǎn)，看看功能和產(chǎn)量是否能夠達(dá)到設(shè)計預(yù)期，如果達(dá)到了預(yù)期，就可以投入使用，如果未達(dá)到預(yù)期，應(yīng)該原因進行查找，找到原因后，找出解決辦法，同時就設(shè)計不合理的地方進行調(diào)整，調(diào)整后繼續(xù)進行試生產(chǎn)，指導(dǎo)設(shè)備能夠滿足要求。設(shè)備經(jīng)過試生產(chǎn)合格后，設(shè)計人員就設(shè)備的械設(shè)備操作、工藝、維護的相關(guān)資料和圖紙整理成冊，而后將其交付給使用部門，同時應(yīng)對設(shè)備的操作人員進行必要的培訓(xùn)，使其能夠按照使用手冊來規(guī)范的操作設(shè)備，此后，機械設(shè)備方能投入使用。

6 結(jié)束語

文章機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)的流程進行了說明，并就整個流程中應(yīng)該注意的一些問題進行了闡述。設(shè)計過程中應(yīng)注意這些問題，設(shè)計出更好的機械設(shè)備。

第2篇：設(shè)備設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：煤礦開采；機電設(shè)備；節(jié)能

煤礦企業(yè)的規(guī)模隨著時代進步，科技發(fā)展，也在逐漸擴大。現(xiàn)如今煤礦企業(yè)發(fā)展面臨的問題是如何在保證生產(chǎn)力條件下，提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟收益。對于煤礦企業(yè)而言，煤礦機電設(shè)備是發(fā)展的基礎(chǔ)，設(shè)備的先進性是生產(chǎn)效益的決定因素。因此要重視煤礦機電設(shè)備設(shè)計，以實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題為依據(jù)，不斷優(yōu)化設(shè)備，以此來響應(yīng)國家循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的號召，控制不必要的能源消耗，提高煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力[1]。文章從兩個方面進行闡述：其一是機電設(shè)備設(shè)計的合理性對煤礦發(fā)展的重要意義；其二是從加強煤礦機電設(shè)備的管理入手，以節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展為根本目的，實現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)向節(jié)能減排經(jīng)濟發(fā)展，從而降低消耗成本，提高企業(yè)綜合經(jīng)濟收益。

1設(shè)計科學(xué)合理的機電設(shè)備降低能源消耗

煤礦生產(chǎn)作為特殊行業(yè)，施工環(huán)境復(fù)雜且任務(wù)量繁重。機電設(shè)備的類型多，難以保證所有施工技術(shù)人員的使用能力。在運行中，設(shè)備的大量電能遭到消耗，如何做到節(jié)能減排且不影響設(shè)備的使用是重中之重。對于設(shè)備的科學(xué)合理性設(shè)計，從以下幾個方面進行相關(guān)論述：

1.1動力變壓器種類和容量的匹配程度

煤礦生產(chǎn)的特殊性注定其并不能采用燃油設(shè)備，相較于其他設(shè)備而言，動力變壓器是最適合煤礦生產(chǎn)的設(shè)備，在進行井下作業(yè)時，動力變壓器可以降低電能消耗，提高生產(chǎn)效率。而在進行動力變壓器的選擇上，需要根據(jù)煤礦生產(chǎn)的具體實際情況，進行科學(xué)合理的選擇，從而提高生產(chǎn)的安全指數(shù)且達(dá)到節(jié)能的目的[2]。

1.2機電一體化技術(shù)對實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化

傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)過程通常是一種設(shè)備配合一種作業(yè)使用，隨著設(shè)備種類的增加，相對應(yīng)的技術(shù)也更多。這種現(xiàn)象致使煤礦開采過程更加繁瑣，大大降低了生產(chǎn)效率。但如果選擇機電一體化技術(shù)，就能夠在降低設(shè)備使用數(shù)量的同時，促進生產(chǎn)過程使之更加簡單易操作。并且機電一體化技術(shù)適用于多個項目，范圍十分廣泛。一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促進煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益大幅提升，具體體現(xiàn)在以下三點：第一，減少人工成本；第二，降低事故發(fā)生率，減少由發(fā)生事故而造成的一系列損失；第三，可以應(yīng)用到多個開采環(huán)節(jié)，從根本上降低設(shè)備投資成本，實現(xiàn)效益最大化。

1.3選擇合理的供電電壓及供電線路布置

與電力設(shè)備密不可分的是充足的電力供應(yīng)，因此電力系統(tǒng)的完善是煤礦企業(yè)機電設(shè)備能否正常運行的重要保證[3]。科學(xué)合理的電力系統(tǒng)能夠為機電設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)保障，以下觀點從電壓的選擇以及如何布線兩個方面進行論述：第一，根據(jù)對上井下井供電結(jié)構(gòu)的科學(xué)規(guī)劃來降低變壓的次數(shù)，控制配電負(fù)荷，降低供電系統(tǒng)損耗。第二，布置供電線路圖時，應(yīng)增加回路，密切測量電流密度。若負(fù)荷電流超出電流數(shù)值，就必須更換導(dǎo)線或架設(shè)第二回線路，減少負(fù)荷電量，從而降低損耗。

2加強煤礦機電設(shè)備管理提高煤礦開采綜合效益

針對煤礦開采環(huán)境、工作環(huán)節(jié)等特殊性而言，所配備的機電設(shè)備種類繁雜，因此必須建立良好的設(shè)備管理體系，促進機電設(shè)備的使用科學(xué)合理，提高工作效率以及生產(chǎn)質(zhì)量。

2.1保證安全生產(chǎn)

眾所周知，煤礦生產(chǎn)屬于高危行業(yè)，在生產(chǎn)過程中，安全是所有工作的前提，因此必須確保安全第一。隨著近年來煤礦生產(chǎn)對機械化生產(chǎn)的重視，煤礦企業(yè)對機電設(shè)備的使用率也在逐步增加。因此，機電設(shè)備的質(zhì)量以及能否確保操作過程安全性，成為煤礦行業(yè)選擇設(shè)備的重中之重。

2.2合理降低成本投入

煤礦開采的過程如供電、運輸、排風(fēng)等，工序復(fù)雜并且都離不開先進穩(wěn)定的機電設(shè)備。因此針對機電設(shè)備如何科學(xué)合理的管理這一問題，可以從根本上提高煤礦的開采率，降低成本。定期對設(shè)備進行檢測，并及時維修養(yǎng)護，延長設(shè)備使用時間，最終達(dá)到控制投資成本的目的。

2.3節(jié)能減排

節(jié)能減排是煤礦企業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)，在保證節(jié)約能源的同時，吸引先進的生產(chǎn)技術(shù)，促使高效率生產(chǎn)，優(yōu)化資源配置。在生產(chǎn)過程中，需要加強生產(chǎn)管理，提高安全效能，嚴(yán)格按照循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的要求加強對煤礦機電設(shè)備的管理，保證煤礦可持續(xù)發(fā)展。

3煤礦機電設(shè)備使用過程中的管理情況

對于煤礦機電設(shè)備使用而言，科學(xué)的管理是提高工作效率、發(fā)揮出最大效能的重要基礎(chǔ)，是機電設(shè)備能否保持良好工作狀態(tài)的重要指標(biāo)。為實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的機電節(jié)能，設(shè)備的選型是基礎(chǔ)，節(jié)能型的設(shè)備配合合理的供電線路規(guī)劃有利于大面積地減少損耗，為節(jié)能減排做好基礎(chǔ)工作，合理的實施計劃能夠保障設(shè)備的高效運行。但當(dāng)前煤礦機電設(shè)備管理存在很大漏洞，管理水平不夠科學(xué)，不夠嚴(yán)謹(jǐn)。沒有形成嚴(yán)格規(guī)范的規(guī)章制度，在對設(shè)備的使用和維護保養(yǎng)上的工作不夠完善，沒有養(yǎng)成定期檢查保養(yǎng)的習(xí)慣，因此導(dǎo)致在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種事故，這不僅僅影響煤礦機電設(shè)備的使用效能，更加促使資源浪費，沒有達(dá)到節(jié)能減排的效果，最重要的是，埋下了很深的安全隱患，設(shè)備會出現(xiàn)各種因素造成的多種問題，大大縮短設(shè)備的使用壽命，拖慢工程進度。

3.1利用煤礦設(shè)備提高機械效率

對于煤礦機電設(shè)備而言，提高機械效率有利于避免不必要的消耗，最大限度的降低能源浪費，為了提升機械效率，我們應(yīng)該從以下兩個角度入手：一方面，制定操作規(guī)范相關(guān)規(guī)章制度，并通過技術(shù)培訓(xùn)，規(guī)范操作行為；另一方面，運用信息化系統(tǒng)，科學(xué)管理運行的機電設(shè)備，并對其設(shè)備的運行狀況進行控制，從而避免因操作不規(guī)范導(dǎo)致大量的資源浪費。煤礦企業(yè)的日常效益與機電設(shè)備管理息息相關(guān)，關(guān)于這一方面可以從以下兩個角度分析：第一，從人力資源成本方面來說，全方位的管理以設(shè)備數(shù)量和負(fù)責(zé)人的管理理念相掛鉤，有利于最大限度的排查故障以及防范風(fēng)險。有效的煤礦機電設(shè)備不僅能夠迅速地檢測出設(shè)備故障所在，而且能夠有效降低經(jīng)濟成本。從節(jié)約資源方面來看，加強對煤礦機電設(shè)備的管理可以最大限度的提升資源使用率。

3.2注意節(jié)約煤礦設(shè)備的用水用電量

從煤礦機電設(shè)備的角度來看，不僅僅有用電量這一巨大損耗項目，還有用水量的損耗。想要最大限度地發(fā)揮設(shè)備管理工作的作用，首先應(yīng)成立降損小組，由其負(fù)責(zé)設(shè)備的節(jié)水節(jié)電工作。在月初時，根據(jù)本月生產(chǎn)效能制定相關(guān)用電目標(biāo)，并對之進行定額管理，以本單位當(dāng)月用電目標(biāo)為績效考核標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)監(jiān)督管理責(zé)任制，提升各單位的節(jié)能意識。同時，在使用設(shè)備時，首先進行細(xì)致的計量管理，針對用水、用電數(shù)量以負(fù)荷曲線的形式進行細(xì)致的計量，明確用水、電量大的設(shè)備，采取有效措施進行改善。例如：用電量大的設(shè)備應(yīng)盡量避免高峰用電，適當(dāng)減少用電使用次數(shù)，促進節(jié)約用電；對于用水量大的設(shè)備應(yīng)采用容量小的容器，減少不必要的損耗。

4結(jié)語

綜上所述，對于煤礦生產(chǎn)而言，制定合理有效的機電設(shè)備管理方案有利于節(jié)能減排，先進的機電設(shè)備是煤礦生產(chǎn)的基礎(chǔ)動力，想要提高機電設(shè)備效能，首先要提升技術(shù)人員操作水平，在引進先進設(shè)備的同時，引入優(yōu)秀人才。以此提高生產(chǎn)力水平。在使用設(shè)備的過程中，應(yīng)做好記錄工作，明確用水、用電量較大的設(shè)備，并分析原因，做出相應(yīng)的改進，提高設(shè)備使用效率。在煤礦生產(chǎn)過程中最重要的就是生產(chǎn)安全，其與先進機電設(shè)備二者相輔相成，因此，機電設(shè)備需做好日常維護工作，定期檢修，保證安全生產(chǎn)。節(jié)能減排不僅僅是為了響應(yīng)國家號召，更大程度上是為了將企業(yè)生產(chǎn)利益最大化，科學(xué)合理的機電設(shè)備管理既能降低企業(yè)生產(chǎn)成本，又能保證生產(chǎn)安全。從多方面角度優(yōu)化設(shè)備使用效能，實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，推動煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]曹書義.通過優(yōu)化煤礦機電設(shè)備設(shè)計實現(xiàn)機電設(shè)備節(jié)能[J].科技風(fēng)，2020(07):12.

[2]王語.淺議如何優(yōu)化煤礦機電設(shè)備設(shè)計實現(xiàn)機電節(jié)能[J].科技風(fēng)，2019(17):168+172.

第3篇：設(shè)備設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：機械設(shè)備；設(shè)計；問題

1 前言

機械設(shè)備的設(shè)計研發(fā)工作是企業(yè)創(chuàng)新工作的一個重要組成部分，無論是新產(chǎn)品的制造，還是新技術(shù)的實施，都要有新的機械設(shè)備的支持。使機械設(shè)備的設(shè)計研發(fā)工作科學(xué)，合理，規(guī)范地展開，促進技術(shù)創(chuàng)新整體水平的提高，因此，很有必要對機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)的過程展開討論，由于在國民經(jīng)濟中，產(chǎn)品生產(chǎn)類設(shè)備占有很大比重，本文的討論就主要針對此類機械設(shè)備的設(shè)計研發(fā)工作。

2 機械設(shè)計的過程

2.1 機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)的目的

機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)的目的歸納起來講，就是根據(jù)用途和實際需要，設(shè)計研發(fā)出能有效地實現(xiàn)一種或多種功能的機械裝備，滿足社會的需求。

2.2 機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)的基本步驟

一般來說，機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)應(yīng)按如下步驟進行：

2.2.1 需求申機械設(shè)備的設(shè)計研發(fā)，首先必須有需求，由需求者提出申請。

2.2.2 需求的確認(rèn)：機械設(shè)備的需求申請必須由主管部門或領(lǐng)導(dǎo)確認(rèn)并批準(zhǔn)。

2.2.3設(shè)計研發(fā)任務(wù)書的下達(dá)：機械設(shè)備的需求申請被確認(rèn)批準(zhǔn)后，必須將需求申請中的具體要求細(xì)化成設(shè)計研發(fā)任務(wù)的內(nèi)容和要求，使設(shè)計研發(fā)者明確任務(wù)及目標(biāo)，便于組織實施，并將任務(wù)書下達(dá)到承擔(dān)任務(wù)的部門。

2.2.4組建設(shè)計研發(fā)項目組：承擔(dān)設(shè)計研發(fā)任務(wù)的部門收到設(shè)計研發(fā)任務(wù)書后，應(yīng)根據(jù)任務(wù)書的內(nèi)容、要求，選配適當(dāng)?shù)母黝悓I(yè)人員，組成設(shè)計研發(fā)項目組，并明確項目組成員的各自責(zé)任。

2.2.5初步確定方案：設(shè)計研發(fā)項目組根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，組織對設(shè)計研發(fā)方案的討論，并形成最初的設(shè)計方案。如果是大型或成套的機械設(shè)備，應(yīng)先進行小樣機或關(guān)鍵功能部件的方案設(shè)計。

2.2.6方案草圖的設(shè)計（形成總圖及部分主要部件圖）：根據(jù)初步擬定的方案，有關(guān)人員進行相關(guān)部分的草圖設(shè)計。

2.2.7設(shè)計方案草圖的評審：設(shè)計草圖完成后，項目組應(yīng)再次組織相關(guān)人員對設(shè)計方案展開評審，對方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和主要部分的合理性進行深入研討，并綜合各方面的建議和意見，形成修改方案。

2.2.8方案修改、正式設(shè)計：根據(jù)修改方案，對原設(shè)計方案進行修正，并開展正式設(shè)計。

2.2.9圖紙審核、批準(zhǔn)：設(shè)計完成后，由相關(guān)人員進行審核，經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后正式出圖。

2.2.10交付加工制造：圖紙設(shè)計完成后，交付加工單位加工制造之前，要與加工制造單位針對圖紙做深入溝通，對圖紙上的一些疑問進行磋商，確保加工制造單位對設(shè)計思路和要求有較清楚的認(rèn)識，并且便于施工。

2.2.11跟蹤加工制造過程：圖紙交付加工后，設(shè)計人員應(yīng)與加工制造單位保持經(jīng)常性的溝通，及時了解加工進度及遇到的問題，除了對出現(xiàn)的問題做出及時反應(yīng)外，還應(yīng)對問題做好詳細(xì)記錄，以備今后查閱和參考。

2.2.12機械設(shè)備的驗收：機械設(shè)備加工制造完成后，設(shè)計人員應(yīng)到加工制造單位進行設(shè)備驗收，盡可能讓機械設(shè)備進行連續(xù)試運轉(zhuǎn)，觀察其運行動作和可靠性是否達(dá)到設(shè)計要求，發(fā)現(xiàn)問題要求加工制造單位及時糾正。驗收合格后，方能允許發(fā)貨，以避免設(shè)備到達(dá)安裝場地后發(fā)現(xiàn)問題難以處理。

2.2.13機械設(shè)備的安裝、調(diào)試：機械設(shè)備到達(dá)安裝現(xiàn)場后，設(shè)計人員應(yīng)親臨現(xiàn)場，對設(shè)備安裝、調(diào)試的全過程進行監(jiān)控、跟蹤和技術(shù)指導(dǎo)，這一時期的工作對于設(shè)計人員來說既很重要也非常必要?？梢哉f，安裝、調(diào)試階段的工作質(zhì)量，對機械設(shè)備的最終使用效果起著極為重要的作用。

2.2.14試產(chǎn)鑒定：機械設(shè)備安裝、調(diào)試完成后，設(shè)計人員與生產(chǎn)管理人員共同組織機械設(shè)備的試產(chǎn)，并對其使用效果進行評價和鑒定。如果達(dá)到使用要求，交付使用;如未達(dá)到要求，需找到原因，采取措施，修正調(diào)試后再行試產(chǎn)，直至滿足要求。如果是小樣機或關(guān)鍵部件的研制，此步驟完成后，應(yīng)當(dāng)對此前的整個過程進行認(rèn)真總結(jié)，并提出中試設(shè)備的改進設(shè)計方案，進入新一輪中試設(shè)備的研制。如果有必要，也可再進行一輪樣機及關(guān)鍵部件研制試驗。

2.2.15交付使用：機械設(shè)備試產(chǎn)達(dá)標(biāo)后，設(shè)計人員必須整理出機械設(shè)備操作、工藝、維護的相關(guān)圖紙和資料交付使用部門，并對機械設(shè)備的使用、操作人員進行必要的培訓(xùn)，在此基礎(chǔ)上，機械設(shè)備才能正式交付使用。

3 設(shè)計研發(fā)的方法及需要注意的問題

在上述設(shè)計研發(fā)程序的執(zhí)行過程中，每個階段都有自己的工作重點，都應(yīng)正確把握方法，確保設(shè)計研發(fā)取得良好的效果。在整個過程別要注意系統(tǒng)性、科學(xué)性和合理性。

3.1 研制階段的工作方法及需要注意的問題

研制階段是設(shè)計方案實現(xiàn)的基礎(chǔ)階段，機械設(shè)備

制造質(zhì)量的高低，直接影響到能否取得設(shè)計的預(yù)期效果，甚至影響到設(shè)備能否正常使用。在此階段，除了制造加工的承擔(dān)單位應(yīng)當(dāng)注意嚴(yán)格按照圖紙設(shè)計要求合理安排制造工藝外，還應(yīng)當(dāng)加強設(shè)計者與制造者之間的溝通。設(shè)計者應(yīng)積極、主動地經(jīng)常關(guān)心制造過程的情況，與制造者共同商討合理的加工工藝方法，并虛心聽取制造現(xiàn)場技術(shù)人員及工人的意見和建議，及時對零件結(jié)構(gòu)、加工精度等做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。切不可認(rèn)為：制造加工只是制造加工單位的事，與設(shè)計者無關(guān);能否按圖紙設(shè)計要求進行加工，也都是制造加工者自己的事。機械設(shè)備的設(shè)計者應(yīng)當(dāng)知道，對于制造能力、加工手段和加工工藝，制造加工單位最有發(fā)言權(quán)，他們的許多意見和建議，甚至判斷，是很有價值的，有時是決定性的。

3.2 安裝調(diào)試使用階段的工作方法及需要注意的問題

第4篇：設(shè)備設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計；安全管理；化工企業(yè)

化工企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境有其特殊性，對各種化工電氣設(shè)備也相對要求要高，其設(shè)計必須以最大限度實施有限控制為前提，便于安全管理為基礎(chǔ)，這是企業(yè)安全生產(chǎn)的重要保證。因此，不同化工企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身實際情況，進行電氣設(shè)備設(shè)計和高效安全管理。

1 如何進行化工電氣設(shè)備設(shè)計

化工企業(yè)進行電氣設(shè)備設(shè)計，主要從三方面著手：

（1）合理控制點燃源。工作場所中，很多情況都可能成為點燃源，除了機器碰撞摩擦的火花、化學(xué)反應(yīng)發(fā)熱、隨手丟棄的煙頭、易燃易爆混合氣體等常見的現(xiàn)象，還有各種電器控制設(shè)施，最常見的有照明開關(guān)、電磁啟動器等在操作時容易形成電弧或者靜電感應(yīng)，還有電氣設(shè)備因外部環(huán)境會內(nèi)部發(fā)熱產(chǎn)生的熱積累等等。那么，進行電氣設(shè)備設(shè)計過程中要充分考慮這些因素并加以控制。

（2）合理控制釋放源。化工環(huán)境是最容易產(chǎn)生爆炸性混合物的場所，自然也是釋放源的多發(fā)地，可以對易燃易爆混合物按照其釋放頻率和持續(xù)時長實行分級，區(qū)別對待。針對那些存在爆炸隱患的生產(chǎn)材料或流程，最緊迫的是確保不外溢，若實在無法控制的情況下，如自動計量和分析設(shè)備等正常運行時肯定要釋放一定量易燃易爆物質(zhì)，則應(yīng)該做到最低限度減低外溢。電氣設(shè)備設(shè)計要充分考慮化工環(huán)境的特殊影響，以能長期正常工作為目標(biāo)，盡量減少燃易爆混合物的產(chǎn)生，對廠房任何有泄漏危險的死角都不放過，創(chuàng)造良好的設(shè)備運行環(huán)境。

（3）合理控制爆炸濃度。易燃易爆混合物主要是各種氣體、蒸氣或粉塵與空氣達(dá)到一定混合比例后產(chǎn)生爆炸，該比例數(shù)值就是爆炸濃度。在該比例數(shù)值上下都不會形成爆炸，通過有關(guān)設(shè)施實時對環(huán)境混合物比例進行監(jiān)控，超過危險范圍是預(yù)警。通過對爆炸濃度的監(jiān)控和有效控制，可以提高生產(chǎn)的安全性能。

2 如何進行電氣設(shè)備安全管理

化工生產(chǎn)過程，因其常常伴隨著高溫高壓、深冷負(fù)壓、有毒有害、易燃易爆、酸堿及鹽類腐蝕，所以容易發(fā)生各種各樣的安全事故，造成財產(chǎn)損失和人生傷害。

（1）選擇適用的電氣設(shè)備。化工企業(yè)的電氣設(shè)備一般在增安型、充油型、充氣型、隔爆型、無火花型等類型中選用，具體情況具體分析。如充氮的變壓器選充油型，開關(guān)裝置選六氟化硫充氣型等，可能會增加設(shè)備的成本，但防爆性能優(yōu)越?；る姎庠O(shè)備應(yīng)該少使用類似便攜式或手提式便捷設(shè)備，由于移動性強，難免會更多地與外界產(chǎn)生磨擦、碰撞產(chǎn)生電火花成為點燃源，相對固定設(shè)備而言安全系數(shù)較低?；る姎庠O(shè)備和化工生產(chǎn)場所危險區(qū)域應(yīng)該匹配，安全第一，不能為了節(jié)約開支而忽視設(shè)備安全防爆性能，主要是照明、接線盒、控制開關(guān)、電子儀器儀表、電磁感應(yīng)閥門或者電動引擎等，要按照防爆標(biāo)準(zhǔn)和等級進行配備，寧可高配安全等級也不輕易降低標(biāo)準(zhǔn)，否則會帶來重大安全事故。

（2）嚴(yán)格規(guī)范電氣設(shè)備配線管理。化工電氣設(shè)備如何配線關(guān)系到設(shè)備運轉(zhuǎn)的順暢和安全性，往往很難發(fā)現(xiàn)故障所在，是安全管理的薄弱環(huán)節(jié)。因此，化工電氣設(shè)備配線成為防爆和安全管理的主要任務(wù)，首先要克服電氣設(shè)計中電氣管道的密封設(shè)計的不足之處。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》( GB50028.92)有關(guān)要求，設(shè)備相聯(lián)的導(dǎo)管必須每隔一段固定距離進行一次密封處理，達(dá)到隔壁效果，因此密封點取在高危險區(qū)與低危險區(qū)隔墻外的低危險區(qū)一側(cè)。電源電纜，因其線路相對較長，電壓高、電流大，一般選用鎧裝電力電纜，并通過橋架架空后連接到各配電房，鎧裝電纜即可防雷防鼠，又能承受較大的冷熱收縮與膨脹，因而使用壽命一般較長，有利于維護正常的生產(chǎn)活動。具體的各單臺用電設(shè)備，一般都采用橡套軟心電纜，并配以鍍鋅鋼管保護，這樣既可以防止各類腐蝕、機械損傷，又能承受一定的拉力。上述各線纜及其保護材料，本質(zhì)安全度較高，可以減少非正常停電次數(shù)，從而減少了因停電造成的安全生產(chǎn)事故，所以對維護化工的安全生產(chǎn)有著決定性的作用。

（3）考慮電氣設(shè)備各種靜電接地的情況。電氣設(shè)備容易產(chǎn)生大量靜電，如不及時有效地做好接地防護。化工電氣設(shè)備的金屬外殼、金屬框架和金屬通道很多，并且各種明設(shè)的電器管路，都會有不同程度靜電產(chǎn)生，既可能危害設(shè)備操作員，也可能引發(fā)爆炸，其安全隱患毋容置疑。因此，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《防止靜電事故通用導(dǎo)則》的要求，應(yīng)加強對不同電位金屬件靜電的控制，采取有效的靜電接地方法，確保所有電氣設(shè)備、金屬構(gòu)件、金屬外殼設(shè)計接地設(shè)備，并安排實時排查、檢修。設(shè)備操作人員要配備防靜電服裝和膠底勞保鞋，預(yù)先釋放靜電后才能上崗。

（4）采取有效通風(fēng)措施降低爆炸濃度?；て髽I(yè)危險場所的電氣設(shè)備應(yīng)加強通風(fēng)管理，廠房設(shè)計時首先要考慮自然通風(fēng)性能，一般人工通風(fēng)和局部人工通風(fēng)則需要進行專業(yè)化設(shè)計，由專人負(fù)責(zé)管理，確保通風(fēng)效果，降低防爆場所的爆炸濃度。

3 小結(jié)

我國化工企業(yè)在進行電氣設(shè)備設(shè)計時，應(yīng)充分考量可能形成爆炸的各種條件，因地制宜，防控有力。而在電氣設(shè)備的安全管理時，應(yīng)保持電氣設(shè)備環(huán)境得到有效維護，設(shè)備運轉(zhuǎn)順暢、安全。

參考文獻

［1］化工廠電氣手冊（精），張修正主編［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20031022.

第5篇：設(shè)備設(shè)計范文

CNC工程部夾具設(shè)計工程師,自動化設(shè)備設(shè)計工程師

主要職責(zé)：負(fù)責(zé)CNC夾具開發(fā)和自動化設(shè)計,具體職責(zé)如下:

管理：帶領(lǐng)一支由5位工程師組成的自動夾具和設(shè)備的設(shè)計和開發(fā)團隊;每年主持二十個以上的新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計。新產(chǎn)品的CNC自動夾具的開發(fā);根據(jù)客戶新產(chǎn)品圖紙進行工藝分析,設(shè)計所需要的自動夾具;跟進夾具制造,指導(dǎo)相關(guān)技工制造及裝配.樣板制作過程中新夾具使用情況;跟進新設(shè)計的自動夾具的使用情況,進行改進。改良現(xiàn)有的CNC自動夾具;提高工人操作效率,降低工人操作強度;提高CNC機使用效率;提高材料利用率;以適用不同客戶及不同產(chǎn)品更新?lián)Q代及降低夾具成本;開發(fā)和改良自動化設(shè)備;減少加工工序提高產(chǎn)量及產(chǎn)品質(zhì)量;代替手動工序,提高員工操作效率;替換CNC機加工;指導(dǎo)生產(chǎn)現(xiàn)場;正確操作自動夾具;制定新產(chǎn)品夾具的操作指導(dǎo)…………

工作業(yè)績：

1.新產(chǎn)品的CNC自動夾具的開發(fā)

1.1…………

2.現(xiàn)有CNC自動夾具的改良;.

2.1自動升料氣動夾具;

2.2液壓多工位夾具;

2.3氣動旋轉(zhuǎn)多工位夾具.;

2.4四工位液壓尾料夾具,提高材料利用率10%(Belton科技進步獎).;

2.5通過CNC夾具設(shè)計改進提高CNC機員工操作效率200%以上(Belton科技進步獎).;

3.自動化設(shè)備的開發(fā)和改良;

3.1CNC液壓多工位自動轉(zhuǎn)位設(shè)備;.

3.2自動插針機.;

3.3自動直線鉆針機;.

3.4表面定位設(shè)備;.

3.5多工位翻轉(zhuǎn)設(shè)備;.

3.6十二工位特殊工序加工機;

3.7通過技術(shù)革新提高插針機操作員工操作效率150%以上(Belton技術(shù)革新獎).;

4.現(xiàn)場指導(dǎo);

4.1約二十份自動夾具和設(shè)備的操作說明;.

4.2約十余份自動夾具和設(shè)備的維修指引;.

5.管理;

5.1每年完成二十個以上新樣板開發(fā)設(shè)計.;

5.2編制CNC自動夾具和設(shè)備設(shè)計手冊;.

1995/11—1999/10江蘇**電機廠

所屬行業(yè)：機械/設(shè)備/重工

工程部技術(shù)員

主要職責(zé)：參與發(fā)電機組研發(fā),負(fù)責(zé)發(fā)電機組的調(diào)試。

…………

職業(yè)技能

外語：英語：一般

計算機：良好

證書：2005/05六西格瑪綠帶。

第6篇：設(shè)備設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】　非標(biāo)準(zhǔn) 自動化 裝配設(shè)計 機構(gòu)單元

1　引言

所謂裝配就是將各種零部件或總成件，按規(guī)定的技術(shù)條件和質(zhì)量要求連接組合成完整產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，也可稱為使各種零部件或總成件具有規(guī)定的相互位置關(guān)系的工藝過程?？梢哉f，裝配工藝在制造行業(yè)的應(yīng)用是十分普遍的。近年來，隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展和新技術(shù)、新工藝、新材料的廣泛應(yīng)用，高質(zhì)量、高性能的裝配設(shè)備也逐漸得到應(yīng)用，而自動化裝配設(shè)備就是在這樣的形勢下出現(xiàn)的。自動化裝配設(shè)備具有性能穩(wěn)定、所需人工少、生產(chǎn)效率高、單件產(chǎn)品的制造成本大幅降低、占用場地最少等優(yōu)越性。下面就非標(biāo)準(zhǔn)自動化裝配的設(shè)計進行研究，以確保設(shè)備能發(fā)揮其應(yīng)用的作用。

2　非標(biāo)自動化裝配設(shè)備設(shè)計研究

只有通過合理而科學(xué)的設(shè)計，確保設(shè)備的可靠性，我們才能更好地應(yīng)用非標(biāo)準(zhǔn)自動化裝配設(shè)備。為此，主要從以下幾個方面入手。

2.1　產(chǎn)品的裝配工藝設(shè)計

為了實現(xiàn)產(chǎn)品的裝配質(zhì)量要求，必須首先分析產(chǎn)品裝配過程中每一工藝環(huán)節(jié)的技術(shù)要求，編制和設(shè)計合理的產(chǎn)品裝配工藝，這直接決定了最終實現(xiàn)每一裝配工序的機械裝置結(jié)構(gòu)和功能，機械系統(tǒng)的動作順序。沒有對產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求和裝配要求進行深入研究，會導(dǎo)致最終設(shè)計出的自動化裝配設(shè)備出現(xiàn)不易改進的弊端，甚至直接導(dǎo)致不易克服的產(chǎn)品質(zhì)量問題。同時，裝配工藝也直接影響裝配設(shè)備的總體功能實現(xiàn)方式、結(jié)構(gòu)布局、控制和檢測方式等。自動化裝配工藝一般包括五個部分。

2.1.1　裝配工序

裝配工序分為安裝工序和固定工序，安裝工序是指在自動裝配設(shè)備的專用工位上進行裝配零部件的預(yù)備聯(lián)接。通常固定工序在安裝工序之后，也可以把安裝和固定放在一個工位上進行。根據(jù)裝配任務(wù)的復(fù)雜程度，一個裝配過程具有多個裝配工序，裝配工序的合理分析是進行工藝設(shè)計的重要內(nèi)容。

2.1.2　檢測工序

檢測工序包括對裝配零部件的檢驗、檢查和測試等，檢測工序一方面保證裝配質(zhì)量，如裝入零件是否有缺陷、裝入零件方向位置是否準(zhǔn)確、裝入后的尺寸精度、密封質(zhì)量、裝配質(zhì)量等，另一方面在裝配過程中對各種故障進行處理。

2.1.3　調(diào)整工序

調(diào)整工序是對裝配工序后具有安裝偏差的零部件位置的糾正。

2.1.4　輔助工序

輔助工序包括對裝配件的清潔、打標(biāo)記、分選等環(huán)節(jié)。

2.1.5　機械加工工序

在某些自動裝配設(shè)備上，在對零部件安裝和固定的過程中，還對一個或幾個特定零件進行機械加工。

產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配工藝往往不是唯一的，符合產(chǎn)品性能要求的生產(chǎn)工藝很多，對可行的裝配工藝進行分析比較，結(jié)合功能實現(xiàn)的難易程度和品質(zhì)差異，選擇最優(yōu)的產(chǎn)品裝配工藝。

2.2　設(shè)備的功能分解和功能設(shè)計

產(chǎn)品的裝配工藝確定后，如何實現(xiàn)每一裝配工藝環(huán)節(jié)，需要結(jié)合裝配工藝進行功能分析，將自動化裝配設(shè)備的總功能分解為分功能或功能單元，自動化裝配設(shè)備是一個集合機械、電子、信息等技術(shù)的機電一體化系統(tǒng)，其所分解得到的功能單元不僅包括了對應(yīng)于各裝配工藝環(huán)節(jié)的子功能，也包括了檢測、控制、輔助、動力驅(qū)動、傳動等其他功能。

功能分解可以簡化自動化裝配設(shè)備的設(shè)計難度，有利于找到最優(yōu)的功能實現(xiàn)方式。

設(shè)備總功能的實現(xiàn)需要各功能單元的協(xié)同工作，進行設(shè)備功能設(shè)計就是尋求功能單元解的過程，也是將功能單元具體化、結(jié)構(gòu)化的過程，解決功能單元解的可行性，要通過“功能效應(yīng)作用原理”的求解過程，尋求功能單元實現(xiàn)的機械結(jié)構(gòu)、裝置或物理效應(yīng)。最后，對所有功能單元的解進行綜合、集成和系統(tǒng)化，實現(xiàn)各功能單元解之間的匹配和協(xié)同，從而得到一個系統(tǒng)化的功能解。

裝配設(shè)備的功能分解、求解過程和裝配工藝的設(shè)計過程是一個相輔相成，互相促進的過程，以產(chǎn)品裝配工藝流程為主線，結(jié)合產(chǎn)品的性能要求，對功能求解過程進行檢查和優(yōu)化，大膽提出新的工藝方法，可以進一步優(yōu)化裝配設(shè)備的功能。

2.3　設(shè)備的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計

裝配性生產(chǎn)設(shè)備按照自動化程度可以分為半自動裝配機、全自動裝配機、自動化裝配線。設(shè)備的結(jié)構(gòu)布局一般可以分為轉(zhuǎn)盤型布局設(shè)計、環(huán)線型布局設(shè)計和直線型布局設(shè)計。

如何選擇合適的設(shè)備結(jié)構(gòu)布局，需要考慮具體的生產(chǎn)實際，按照裝配工藝的復(fù)雜程度和裝配設(shè)備的使用需要進行分析。

轉(zhuǎn)盤型布局具有結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，操作方便等特點，適合于裝配工藝簡單，單機生產(chǎn)，產(chǎn)品大小適中的裝配環(huán)境。但由于所有的裝配單元都圍繞轉(zhuǎn)盤來布局，使得轉(zhuǎn)盤型裝配機具有實現(xiàn)機構(gòu)復(fù)雜，且不宜改進和進行柔性化生產(chǎn)的缺陷。

如圖1所示的環(huán)線型布局適合于裝配工藝復(fù)雜程度適中的裝配環(huán)境，并可以最大限度地節(jié)省使用場地，環(huán)線型布局增大了產(chǎn)品在裝配線上的裝配空間，因此可以按照裝配要求的改變增減裝配的功能單元，使裝配設(shè)備具有柔性化。

圖1　環(huán)線型布局

直線型布局主要使用于大、中型的自動化生產(chǎn)裝配生產(chǎn)線，不但可以完成產(chǎn)品加工制造后期的各種裝配、檢測、標(biāo)識、包裝等，也可以集合產(chǎn)品的加工制造、裝配、檢測于一體，完成成品的全自動化生產(chǎn)和裝配過程。它適用于裝配工序多，產(chǎn)品設(shè)計成熟，市場需求巨大的產(chǎn)品的生產(chǎn)和裝配。直線型布局占用場地較大，有足夠的空間布局各裝配單元的實現(xiàn)機構(gòu)和裝置，可以簡化裝配機構(gòu)，并易于增減和改進裝配的功能單元，但由于整個生產(chǎn)線較為復(fù)雜，對生產(chǎn)線上各裝配單元的控制和協(xié)同，生產(chǎn)節(jié)拍和效率提出較高要求。

2.4　自動化機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計

自動化機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計是按照設(shè)定的裝配工藝和組成功能單元的原理解，針對組成裝配工藝的每個工序模塊或功能單元，分別構(gòu)建完整的機構(gòu)，然后按照整體裝配工藝和功能實現(xiàn)要求進行組合聯(lián)接，構(gòu)建出能實現(xiàn)整個裝配過程的機構(gòu)系統(tǒng)。一個自動化裝配設(shè)備一般包括如下幾個機構(gòu)單元。

2.4.1　供料單元

供料單元是自動化裝配設(shè)備的重要組成部分，從裝配單機的上料機構(gòu)到大型裝配生產(chǎn)線的物料輸送系統(tǒng)，供料單元是自動裝配設(shè)備具有高效率的先決條件。供料機構(gòu)單元必須保證各種裝配零件能在準(zhǔn)確的位置、時間和空間狀態(tài)，從行列中分離并移置到相應(yīng)的裝配工位上。供料單元的檢測的可靠性是影響自動裝配過程故障率的主要因素。

2.4.2　裝配主體機架單元

裝配主體機架單元是指可完成裝配主件輸送功能的主體部分，它包括自動輸送機構(gòu)，實現(xiàn)裝配主件的多工位同步或異步傳遞、夾取、裝配和檢測，還包括配置齊全的液、氣壓管路及電氣配線裝置，而且具有驅(qū)動某些裝配單元的裝配工作頭的主動軸。

為了實現(xiàn)裝配主件在輸送過程中實現(xiàn)同步裝配，需要選擇和設(shè)計精確的機械分度控制裝置，以保證每個裝配單元的工裝夾具與輸送動作準(zhǔn)確吻合。裝配主體機架上一般應(yīng)間隔排列裝配工位和檢測工位，以在上次裝配工序完成后在下道檢測工位上檢測有無工件和裝配位置是否正確，各裝配工位和檢測工位之間進行智能化控制，以保證發(fā)生錯誤時自動停機，以消除連續(xù)的誤裝配，避免生產(chǎn)浪費。

2.4.3　自動化裝配單元

自動化裝配單元布置在裝配主體機架上，對應(yīng)于各裝配工位的裝配功能，自動化裝配單元可以由機構(gòu)、液氣壓、電機拖動所構(gòu)成，和裝配主體機架相配合完成特定裝配動作。

機械手或工業(yè)機器人可以在一次動作循環(huán)中完成各種動作，可以作為布置在主體機架上的裝配單元進行復(fù)雜部件的裝配。使用機械手可以簡化裝配主體機架的復(fù)雜程度，提高裝配的可靠性。

2.4.4　分撿單元

為保證最終裝配成品的合格率，在裝配自動化機構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計中，要充分考慮和布置適當(dāng)?shù)姆诌x換向機構(gòu)，對各道裝配工序中產(chǎn)生的次品按照要求進行分檢和分流。分檢單元不但可以提高裝配的成品合格率，而且可以有效保證裝配錯誤的半成品避免進入下面的裝配工序，減小因裝配和檢測故障造成的停機，大大提高裝配生產(chǎn)效率。

2.5　自動化控制系統(tǒng)的選擇

整個裝配設(shè)備的機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計完成后，需要考慮采用何種控制系統(tǒng)來實現(xiàn)整機的自動化控制。對簡單的控制任務(wù)較少的自動化裝配設(shè)備，采用單片機控制系統(tǒng)具有成本低等優(yōu)點。

3　結(jié)語

總之，裝配是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為此，自動化裝配設(shè)備的出現(xiàn)無疑能使產(chǎn)品質(zhì)量大大提高，并能減少勞動量、提高裝配效率，可以大大降低企業(yè)的裝配成本。因此，為了確保自動化裝配設(shè)備能發(fā)揮其應(yīng)用的作用，加強自動化裝配設(shè)備設(shè)計研究是十分必要的。

第7篇：設(shè)備設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：消防工程 給水設(shè)備 設(shè)計

中圖分類號：TU2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）002-016-02

在市場經(jīng)濟下，現(xiàn)代工程項目的施工建設(shè)具有技術(shù)工藝更先進、結(jié)構(gòu)設(shè)計更復(fù)雜、應(yīng)用材料更環(huán)保、籌建規(guī)模更龐大等特點，從而大幅增加了消防工程施工與火災(zāi)救援工作的難度，由此即對消防給水設(shè)備的設(shè)計提出了新的要求。目前，國內(nèi)多數(shù)消防工程的給水系統(tǒng)主要包括：消防水池、消防栓、高位水箱、消防給水管網(wǎng)、水泵接合器等。以下，本文就消防給水設(shè)備設(shè)計中的注意事項作簡要的分析、探討，同時提出相應(yīng)具體的對策。

1 消防水池的設(shè)計容量、體積

在消防工程的給水系統(tǒng)中，消防水池主要用以儲存整個構(gòu)筑物的消防用水，在實際的設(shè)計過程中倘若沒能綜合考慮構(gòu)筑物的實際需求、消防給水系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來確定其容量，將直接影響到消防工程的經(jīng)濟性、有效性。對此，以高層建筑為例，我國有關(guān)防火規(guī)范中明確規(guī)定：對于天然水源、市政給水管道的存量、流量無法滿足構(gòu)筑物內(nèi)、外消防需求的消防給水系統(tǒng)，必須配有容量、用量相匹配的消防水池。由此可以看出，消防水池的設(shè)計載水容量，應(yīng)能滿足構(gòu)筑物內(nèi)外各消防滅火設(shè)備的用水需求、最低標(biāo)準(zhǔn)。因此，在實際的設(shè)計過程中，對于消防給水系統(tǒng)中的蓄水池，首先需要綜合考慮構(gòu)筑物內(nèi)部水幕系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)等自動化消防設(shè)備的設(shè)計用水量，以及消防栓系統(tǒng)與室外消防部分的設(shè)計用水量。在此基礎(chǔ)上，考慮到發(fā)生火災(zāi)后的火勢蔓延時間，通過相應(yīng)的專業(yè)計算得出、確定具體的設(shè)計用水量，以及消防水池的容積、體積。值得注意的是，此種做法雖然保證了消防給水系統(tǒng)的有效性，但消防水池的計算容積較大，直接影響到了消防工程的經(jīng)濟性。若要在降低工程造價的基礎(chǔ)上保證消防給水系統(tǒng)的安全、有效，應(yīng)綜合考慮整個構(gòu)筑物的給水情況，適當(dāng)減小消防水池的容積，其主要是在保證市政供水具備一定安全性、可靠性的前提下，通過正常計算得出消防水池的標(biāo)準(zhǔn)容積，結(jié)合市政環(huán)狀供水實際能夠補充的部分用水量，減少消防水池的體積、容積，以此縮減項目的建設(shè)成本。與此同時，通過進一步加大構(gòu)筑物進水管的規(guī)格，最大限度的滿足消防給水系統(tǒng)的實際需求。

2 設(shè)計高位水箱時的注意事項

在消防給水系統(tǒng)中，相較于消防蓄水池，高位水箱的配制主要是針對設(shè)計高度、建設(shè)規(guī)模較大的構(gòu)筑物，用以火災(zāi)初期階段的消防給水，高位水箱的設(shè)計標(biāo)高、位置、容量，對于整個消防給水系統(tǒng)的有效性有著直接影響。對此，在實際進行水箱設(shè)計時，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)我國有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，對于配有臨時高壓給水系統(tǒng)的構(gòu)筑物，不僅需要增設(shè)高位水箱，同時還需保證水箱的實際容量，能夠滿足構(gòu)筑物內(nèi)部各消防設(shè)備10分鐘的滅火用水量；對于高層建筑的消防給水設(shè)計，相較于位置最高的消防栓，高位水箱的設(shè)計標(biāo)高應(yīng)超出7m左右，以此保證初期火災(zāi)建筑物各消防點的供水壓力要求；倘若要求高位水箱同時用以構(gòu)筑物的生活用水、消防用水，應(yīng)采取一定的技術(shù)措施確保消防用水不做它用，例如分別計算構(gòu)筑物生活、消防用水的需求量，針對兩種管道的出水口，選取適當(dāng)?shù)母叨炔?、生活出水口居上。值得注意的是，為保證構(gòu)筑物的消防用水能夠在啟動消防水泵后進入水箱，針對各消防管網(wǎng)的出水管道，應(yīng)增設(shè)單向閥。

3 設(shè)計水泵接合器時的注意事項

長期以來，在眾多消防工程給水設(shè)備的設(shè)計中，設(shè)計人員往往較為側(cè)重對消防水泵的設(shè)計，而忽略了水泵接合器。在具體的消防給水系統(tǒng)中，水泵接合器設(shè)置主要作用于當(dāng)發(fā)生火災(zāi)構(gòu)筑物內(nèi)部消防用水不足，或室內(nèi)消防水泵損壞、故障時，供消防車從構(gòu)筑物外部的消防栓進行取水，并利用水泵接合器將消防用水輸送至構(gòu)筑物內(nèi)部各消防供水管網(wǎng)，以此保證消防系統(tǒng)的有效性。對此，我國有關(guān)消防規(guī)范中列有明確規(guī)定，要求構(gòu)筑物的有效消防范圍內(nèi)，對于所有消防車供水壓力分區(qū)，均需要安裝水泵接合器。值得注意的是，對于設(shè)計高度、建設(shè)規(guī)模在50米以上的構(gòu)筑物，多數(shù)消防設(shè)計人員普遍認(rèn)為構(gòu)筑物的超出部分無法利用消防車進行輔助滅火，即無需裝設(shè)水泵接合器。然而，隨著我國經(jīng)濟與科技的飛速發(fā)展，國內(nèi)各大城市的消防車進一步加大了運作功率，實際消防供水的有效高度已超出50米。

在實際進行水泵接合器的設(shè)計時，其具體的裝設(shè)數(shù)量應(yīng)在計算得出構(gòu)筑物內(nèi)部消防水量的基礎(chǔ)上確定，而單個水泵接合器的流量應(yīng)設(shè)定為10L/s到15L/s。與此同時，對于構(gòu)筑物外部的消防栓，其主要用以消防取水，應(yīng)綜合考慮構(gòu)筑物外部的消防用水需求量與供水管網(wǎng)布設(shè)情況，以此確定消防栓的位置、數(shù)量，而單個消防栓的用水量應(yīng)設(shè)定為10L/s到15L/s之間。基于此種做法，當(dāng)構(gòu)筑物外部的消防用水量低于內(nèi)部時，水泵接合器數(shù)量將超出構(gòu)筑物外部的消防栓；而當(dāng)發(fā)生火災(zāi)構(gòu)筑物內(nèi)部的消防系統(tǒng)無法運作時，利用室外消防栓、消防水池，水泵接合器將直接負(fù)責(zé)向整個構(gòu)筑物輸送消防用水。由此可見，在消防給誰系統(tǒng)中，水泵接合器、室外消防栓兩者屬于對應(yīng)關(guān)系。

第8篇：設(shè)備設(shè)計范文

（上海核工程研究設(shè)計院，上海 200233）

摘要： 本文對核電廠核島設(shè)備設(shè)計管理策劃的重要性進行了闡述，提出了設(shè)備設(shè)計策劃過程中應(yīng)遵循的一般原則以及策劃的主要內(nèi)容，為編制核電廠核島設(shè)備設(shè)計策劃文件提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 ： 核島設(shè)備；設(shè)計管理；策劃研究

Key words: nuclear island equipment；design management；plan research

中圖分類號：TM623 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）17-0005-03

0 引言

核安全導(dǎo)則HAD003/06《核電廠設(shè)計中的質(zhì)量保證》對“設(shè)計”一詞的明確定義：從確定設(shè)計輸入開始，直至設(shè)計輸出文件為止的技術(shù)和管理過程[1]。核電廠核島設(shè)備一般分為非標(biāo)設(shè)備和通用設(shè)備，核島主要設(shè)備一般由國內(nèi)核電設(shè)計院進行詳細(xì)設(shè)計的設(shè)備，主要包括：反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機構(gòu)、穩(wěn)壓器、主管道、安注箱等。通用設(shè)備如泵閥、電儀、暖通、消防等則由設(shè)備制造廠承擔(dān)設(shè)計，核電設(shè)計院只需完成設(shè)備規(guī)范書。在核電項目中，設(shè)備費用約占項目總投資的50%，主要設(shè)備的設(shè)計制造質(zhì)量直接關(guān)系到核電廠建成后能否安全、可靠地運行。本文以非能動核電廠核島設(shè)備設(shè)計策劃為例，介紹設(shè)備設(shè)計策劃在核電工程項目管理中的重要性、一般原則和主要內(nèi)容。

1 設(shè)備設(shè)計管理策劃的重要性

核電廠核島設(shè)備設(shè)計管理與核電項目實施過程中的設(shè)備采購、施工建造、調(diào)試啟動以及核電廠建成后的運行維護等各個領(lǐng)域的活動密切相關(guān)。核電廠的一切技術(shù)活動都離不開設(shè)計的支持，設(shè)計不僅是決定核電廠質(zhì)量與安全的基礎(chǔ)，也是決定工程項目進度與投資的基礎(chǔ)。

能否開展好設(shè)備設(shè)計，首先就要靠是否有好的設(shè)備設(shè)計策劃?！胺彩骂A(yù)則立，不預(yù)則廢”，策劃就是對未來事件作出當(dāng)前的決策。設(shè)備設(shè)計管理涉及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選取、接口管理、階段劃分、質(zhì)量管理、計劃管理、變更管理、資質(zhì)許可管理等諸多內(nèi)容，要實現(xiàn)設(shè)備設(shè)計全過程管理目標(biāo)就需要重視設(shè)備設(shè)計策劃工作，任何策劃失誤都有可能導(dǎo)致設(shè)備設(shè)計管理風(fēng)險，從而影響整個核電工程項目。

因此，設(shè)備設(shè)計策劃對核電項目管理成功起到至關(guān)重要的作用。

2 設(shè)備設(shè)計管理策劃的一般原則

為保證設(shè)備設(shè)計在核電項目管理中有效實施，實現(xiàn)項目管理目標(biāo)的最優(yōu)化，在設(shè)備設(shè)計管理策劃過程中要堅持針對性、全局性、程序性的原則。

2.1 針對性

核電工程項目相比其他行業(yè)的工程項目，具有如下特點：①對核安全和核質(zhì)量的特殊要求；②具有高技術(shù)特點的接口眾多的系統(tǒng)工程；③資金強度大、建設(shè)周期長（一般需5～7年）[2]。因此，進行設(shè)備設(shè)計管理策劃時必須根據(jù)具體核電項目的特點，集合外部環(huán)境條件，制定針對性的方案措施，才能合理制定符合具體項目的設(shè)備設(shè)計策劃。

一般在進行核電廠核島設(shè)備設(shè)計策劃時如下因素需予以考慮：

①具體核電項目的合同形式；

②核電廠設(shè)計承包形式（總包院或總體院）；

③長周期設(shè)備供應(yīng)合同采購計劃；

④核電工程建造周期（包括第一罐混凝土FCD時

間點）；

⑤具體核電工程的廠址條件；

⑥核安全當(dāng)局審評問題；

⑦核電項目的設(shè)備國產(chǎn)化率。

2.2 全局性

設(shè)備設(shè)計涉及物項分級、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選取、接口管理、分析管理、審查管理、變更管理、資質(zhì)許可管理等諸多內(nèi)容。以接口管理為例，設(shè)備設(shè)計在核電設(shè)計院內(nèi)部與總體、工藝、水、電、氣、土建、焊接、探傷、應(yīng)力分析等專業(yè)均有功能接口和實體接口，在外部則與設(shè)備采購、制造、運輸、安裝、調(diào)試也有接口關(guān)系。

因此，在進行設(shè)備設(shè)計管理策劃時需要將整個核電項目涉及的所有管理要素作為一個有機整體，理順各要素之間的相互促進和相互制約的關(guān)系，要有全局意識，這對項目管理成功與否至關(guān)重要。

2.3 程序性

設(shè)備設(shè)計管理策劃需要對整個過程進行考慮，制定合理可行的管理程序是確保設(shè)備設(shè)計活動順利實施的關(guān)鍵和保證。管理程序是質(zhì)保體系的一個重要組成部分，設(shè)備設(shè)計活動必須在程序規(guī)定的要求下開展設(shè)計與管理工作，這樣才能保證核電廠核島設(shè)備設(shè)計活動是有章可循的。結(jié)合S院在核電項目中設(shè)備設(shè)計管理實踐，設(shè)備設(shè)計管理策劃確定需要編制的管理程序文件見表1。

3 設(shè)備設(shè)計管理策劃的主要內(nèi)容

核電項目的設(shè)備設(shè)計管理策劃可以是獨立成文的設(shè)備設(shè)計策劃書，也可在項目的設(shè)計策劃中體現(xiàn)。但針對核電廠核島設(shè)備設(shè)計的特點，設(shè)備設(shè)計策劃書除了包括項目概況基礎(chǔ)信息（例：工程項目合同依據(jù)、廠址情況、項目名稱等）外，一般應(yīng)包括如下內(nèi)容：

3.1 設(shè)計質(zhì)量管理

設(shè)備設(shè)計過程中的設(shè)計質(zhì)量管理是設(shè)計策劃的組成部分。應(yīng)把質(zhì)量目標(biāo)和質(zhì)量控制的要求具體化，應(yīng)覆蓋設(shè)計策劃的各個方面，并提出措施，以便在設(shè)計過程中組織實施，保證設(shè)計質(zhì)量。對于有設(shè)計質(zhì)量保證大綱的項目，質(zhì)量目標(biāo)和質(zhì)量控制要求可在核電項目的質(zhì)保大綱中予以明確。

3.2 確定組織機構(gòu)

項目（設(shè)計）經(jīng)理應(yīng)根據(jù)項目范圍或規(guī)模明確項目組織機構(gòu)和人力資源配備，主要涉及到項目的各部門構(gòu)成、職能設(shè)置和權(quán)責(zé)關(guān)系等。

以S院為例，按需從項目管理至專業(yè)技術(shù)人員進行分層明確，通過合理配置達(dá)到人力需求與配置的最優(yōu)化。例如：

①項目管理和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)崗位；

②專業(yè)所（部門）負(fù)責(zé)人、專業(yè)負(fù)責(zé)人、設(shè)備主設(shè)人；

③編制、校核、審核人員。

3.3 確定設(shè)計原則

核電廠核島設(shè)備設(shè)計原則可結(jié)合項目的安全性、經(jīng)濟性、先進性，以及業(yè)主的要求等合理確定設(shè)計原則，一般而言，核電廠核島設(shè)備設(shè)計應(yīng)考慮的主要設(shè)計原則包括：

①遵守中國核電法規(guī)（如國務(wù)院第500號令、HAF601等）；

②遵守強制執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)，以國外核電先進國家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)作為補充；

③滿足先進輕水堆用戶要求（URD）；

④采用成熟設(shè)計，逐步提高設(shè)備國產(chǎn)化率；

⑤采用模塊化設(shè)計，縮短建造周期（針對非能動核電項目）；

⑥相比某參考核電廠，適當(dāng)提高安全性和經(jīng)濟性。

3.4 設(shè)計階段劃分

核電廠核島設(shè)備設(shè)計階段一般分為方案設(shè)計(概念設(shè)計)、初步設(shè)計和施工設(shè)計。根據(jù)設(shè)備的重要性和成熟度，一般按如下原則進行階段設(shè)計范圍的確定：①核工程中的核安全級設(shè)備，輔助系統(tǒng)中的主要設(shè)備通常采用三段設(shè)計方法，但對于在以往項目中使用過成熟技術(shù)，可以根據(jù)重要性和復(fù)雜程度酌情考慮采用二段設(shè)計方法。②不屬于以上設(shè)備設(shè)計的其它機械設(shè)備、工具、吊具等可采用二段設(shè)計方法，即方案設(shè)計（或技術(shù)設(shè)計）、施工設(shè)計。

在各設(shè)計階段設(shè)備設(shè)計策劃需要完成的主要設(shè)計文件見表2。

3.5 設(shè)備設(shè)計計劃

設(shè)備設(shè)計計劃的編制一般需結(jié)合核電項目設(shè)計合同談判，深入理解和把握設(shè)計合同和二級進度計劃的要求，對合同范圍內(nèi)的設(shè)備設(shè)計工作進行合理的工作包分解，配置相應(yīng)的活動和邏輯關(guān)系，最終編制合理可行的設(shè)備設(shè)計三級進度計劃。

項目（設(shè)計）經(jīng)理可以根據(jù)設(shè)計工作范圍、項目負(fù)責(zé)程度、項目生命周期對進度計劃開展合并、拆分、分步等操作措施。

3.6 設(shè)計過程控制

必須制定措施對設(shè)計過程進行控制，設(shè)計過程控制策劃內(nèi)容一般包括：①設(shè)計輸入；②設(shè)計接口；③設(shè)計分析；④設(shè)計驗證；⑤設(shè)計輸出；⑥設(shè)計變更；⑦設(shè)計確認(rèn)。這些策劃必須遵循HAF003《核電廠質(zhì)量保證安全規(guī)定》“設(shè)計控制”章節(jié)的相關(guān)要求。

3.7 設(shè)計文件控制

通過對文件的編制、校對、審核、批準(zhǔn)、發(fā)放、變更等進行控制，確保參與活動的人員能夠了解并使用正確合適的文件。文件控制措施制定時需考慮：

①文件由合格人員按規(guī)定格式進行編制；

②按程序進行校審，保證文件的技術(shù)合適性和實際可操作性；

③由程序規(guī)定的人員進行批準(zhǔn)；

④文件控制部門建立文件分發(fā)清單，定期公布已分發(fā)的文件清單；

⑤文件的修訂情況必須及時通知所有的有關(guān)單位和人員。

3.8 許可資質(zhì)管理

對于核電項目中涉及核安全設(shè)備，應(yīng)根據(jù)HAF601《民用核安全設(shè)備設(shè)計制造安裝和無損檢驗監(jiān)督管理規(guī)定》的要求，履行核安全設(shè)備設(shè)計活動的報告?zhèn)浒?，按照監(jiān)督計劃在核安全設(shè)備監(jiān)管部門實施監(jiān)督檢查前應(yīng)做好接受監(jiān)督檢查的準(zhǔn)備，針對監(jiān)督檢查中提出的問題及時制定并落實相應(yīng)的整改措施。

3.9 設(shè)計服務(wù)管理

根據(jù)合同或協(xié)議所規(guī)定的內(nèi)容，策劃設(shè)計服務(wù)工作的主要內(nèi)容（例：設(shè)計交底、技術(shù)澄清、工程變更申請、不符合項審查等）、主要流程和實施途徑，包括設(shè)計院向設(shè)備制造廠派駐專業(yè)人員以及建立設(shè)計現(xiàn)場經(jīng)理部等，以確保設(shè)計服務(wù)工作的范圍、進度和質(zhì)量符合合同的要求。

4 結(jié)語

核電廠核島設(shè)備設(shè)計管理有其自身特點與難度，需要進行科學(xué)合理的策劃?？茖W(xué)合理的設(shè)備設(shè)計管理策劃應(yīng)該要考慮到核電工程項目管理的各個方面，從而能使設(shè)備設(shè)計活動在各個實施環(huán)節(jié)銜接更加有效，資源分配更加合理，避免很多不必要的彎路。

科學(xué)合理的設(shè)備設(shè)計策劃還需要設(shè)備設(shè)計管理實踐提供經(jīng)驗，核電廠核島設(shè)備設(shè)計策劃在具體項目實施過程中當(dāng)遇到問題時，應(yīng)該認(rèn)真分析，提出合理的解決辦法，并及時歸納總結(jié)，為下次策劃提供參考和借鑒。

參考文獻：

[1]國家核安全局.核電廠設(shè)計中的質(zhì)量保證，HAD003/06[S].北京:國家核安全局，1986.

第9篇：設(shè)備設(shè)計范文

（中國衛(wèi)星海上測控部，江蘇 江陰 214431）

【摘　要】在距離遠(yuǎn)、范圍廣、信道多樣的通信IP網(wǎng)中傳輸密級高的重要數(shù)據(jù)，使用基于IPSec VPN技術(shù)能很好的防止數(shù)據(jù)被更改或竊取，維護數(shù)據(jù)的安全性與完整性。簡要闡述了IPSec協(xié)議的相關(guān)原理，設(shè)計了一種基于IPSec的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，并對該設(shè)備進行了應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞 IPSec；ESP；VPN；網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備

0　引言

TCP/IP協(xié)議的開放性、靈活性使得基于IP技術(shù)的通信系統(tǒng)成為各類通信網(wǎng)絡(luò)的主要構(gòu)成部分，但網(wǎng)絡(luò)上的IP數(shù)據(jù)包幾乎都是用明文傳輸?shù)?，非常容易遭到竊聽、篡改等攻擊。特別是傳輸重要數(shù)據(jù)的通信IP網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)的安全性尤其重要。

IPSec（Internet Protocol Security）在IP層提供安全服務(wù)，使得一個系統(tǒng)可以選擇需要的協(xié)議，決定為這些服務(wù)而使用的算法，選擇提供要求的服務(wù)所需要的任何密鑰。IPSec可保障主機之間、網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)關(guān)（如路由器或防火墻）之間或主機與安全網(wǎng)關(guān)之間的數(shù)據(jù)包的安全。因此，采用基于IPSec的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備可為重要數(shù)據(jù)安全傳輸提供保障。

1　IPSec概述

IPSec協(xié)議是IETF提供的在Internet上進行安全通信的一系列規(guī)范，提供了在局域網(wǎng)、專用和公用的廣域網(wǎng)和Internet上的安全通信的能力，保證了IP數(shù)據(jù)報的高質(zhì)量性、保密性和可操作性，它為私有信息通過公用網(wǎng)提供了安全保障。通過IKE（IPSec Key Exchange,自動密鑰交換）將IPSec協(xié)議簡化使用和管理，使IPSec協(xié)議自動協(xié)商交換密鑰、建立和維護安全聯(lián)盟服務(wù)。使用IPSec協(xié)議來設(shè)計實現(xiàn)的VPN（Virtual Private Network，虛擬專用網(wǎng)）網(wǎng)關(guān)具有數(shù)據(jù)安全性、完整性、成本低等幾方面的優(yōu)勢。

使用IPSec協(xié)議是用來對IP層傳輸提供各種安全服務(wù)，主要包括兩種安全協(xié)議，即AH（Authentication Header，驗證頭）協(xié)議和ESP（Encapsulating Security Payload，封裝安全載荷）協(xié)議。AH協(xié)議通過使用數(shù)據(jù)完整性檢查，可判定數(shù)據(jù)包在傳輸過程中是否被修改；通過使用驗證機制，終端系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可對用戶或應(yīng)用進行驗證，過濾通信流，還可防止地址欺騙攻擊及重放攻擊。ESP協(xié)議包含凈負(fù)荷封裝與加密，為IP層提供的安全服務(wù)包括機密性、數(shù)據(jù)源驗證、抗重播、數(shù)據(jù)完整性和有限的流量控制等。兩者比較之下，ESP協(xié)議安全性更高，與此同時其實現(xiàn)復(fù)雜性也較高，本文設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備采用ESP協(xié)議。

2　網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備設(shè)計

2.1　設(shè)備加解密原理

為確保重要數(shù)據(jù)傳輸安全可靠，需在通信IP網(wǎng)中增加保密措施，因此本文設(shè)計了基于IPSec的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備。設(shè)備采用軟件和硬件相結(jié)合的方式實現(xiàn)IPSec協(xié)議體系。軟件模塊主要完成控制層面的功能，包括網(wǎng)絡(luò)管理、密鑰管理、策略管理、配置管理、熱備管理、信道協(xié)商等功能；硬件模塊主要完成數(shù)據(jù)處理層面的功能，包括數(shù)據(jù)包的協(xié)議分析、保密策略和加解密密鑰的搜索、加解密處理、IPSec隧道頭的封裝和拆封裝等功能，設(shè)備加密工作原理如圖1所示。

當(dāng)設(shè)備收到用戶IP包時，先判斷其是否為保密數(shù)據(jù)，如果是，則在該IP數(shù)據(jù)前加入一個ESP頭，然后發(fā)送到公網(wǎng)。ESP頭緊跟在IP頭后面，ESP占用IP協(xié)議標(biāo)識值為50。對IP包的處理遵守以下規(guī)則：對于要發(fā)送到公網(wǎng)的IP包，先加密，后驗證；對于從公網(wǎng)上收到的IP包，先驗證，后解密。

當(dāng)設(shè)備要發(fā)送一個IP包時，它在原IP頭前面插入一個ESP頭，并將ESP頭中的下一個頭字段改為4，根據(jù)密鑰管理協(xié)議協(xié)商得到的SPI（Security Parameters Index，安全參數(shù)索引）值填入到ESP頭中，并分配一個序列號，同時根據(jù)算法要求插入填充字段，并計算填充長度。在ESP頭的前面插入一個新的IP頭，源地址為設(shè)備的IP地址，目的地址為對端設(shè)備的IP地址，并對相應(yīng)的字段賦值，在做完以上處理后，對IP包加密，并進行驗證，將驗證數(shù)據(jù)插入ESP尾部。最后計算最前面的IP頭的校驗和。

遠(yuǎn)端設(shè)備接收到一個ESP包后，首先檢查這個包是否有相關(guān)的SA（Security Association，安全關(guān)聯(lián)）存在，如果不存在，則將該包丟棄。如果存在，則進行下一步處理。首先檢查序列號，如果序列號無效（一個重復(fù)的包），則將該包丟棄。如果有效，則進行下一步處理。根據(jù)對應(yīng)的SA對這個包進行驗證，并將驗證結(jié)果與IP包中的驗證字段比較，若不一致，則丟棄，若一致，下面就進行解密，并根據(jù)填充內(nèi)容來判斷解密是否正確，因為填充數(shù)據(jù)可以通過約定事先知道。在驗證和解密成功后，就對IP包進行初步地有效性檢驗，這個IP包的格式與SA要求的工作模式是否一致，若不一致，則丟棄該包，若一致，就準(zhǔn)備從ESP包中解出原IP包，刪除外面的IP頭和ESP頭，然后檢查這個IP包與SA所要求的地址和端口是否符合，若不符合，則丟棄，若符合，則設(shè)備將該IP包轉(zhuǎn)發(fā)出去。

2.2　硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備采用模塊化的設(shè)計思路，各硬件功能模塊之間采用接插件方式連接，各模塊的連接關(guān)系如圖2所示。

設(shè)備主板是數(shù)據(jù)處理核心模塊，其他各模塊通過接插件與其連接。承載了業(yè)務(wù)安全處理、加解密等設(shè)備的核心功能。其上的主控模塊運行Vxworks操作系統(tǒng)，承載設(shè)備嵌入式軟件，全面管理設(shè)備軟硬件運行狀態(tài)。板載密碼模塊完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的高速加解密處理。

接口板包括用戶口和網(wǎng)絡(luò)口兩塊接口板，通過高速接插件插在設(shè)備主板上。接口板上的千兆MAC芯片通過業(yè)務(wù)和控制線纜連接到后接線板。

IC卡讀卡器通過RS232接口線纜與設(shè)備主板上的主控模塊相連。電源模塊使用電源接插件為各功能模塊提供相應(yīng)的直流電源。后接線板提供千兆口、100/1000自適應(yīng)電口的用戶業(yè)務(wù)接入，本地控制接入。

3　VPN構(gòu)建

網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備專門用于在TCP/IP體系的網(wǎng)絡(luò)層提供鑒別、隧道傳輸和加解密功能。通過對IP層加解密，可以支持大多數(shù)用戶業(yè)務(wù)，對局域網(wǎng)重要數(shù)據(jù)進行加密保護，通過公共通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建自主安全可控的內(nèi)部VPN，集成一定的包過濾功能，使各種重要數(shù)據(jù)安全、透明地通過公共通信環(huán)境，是信息系統(tǒng)安全保障體系的基礎(chǔ)平臺和重要組成部分。設(shè)備部署在局域網(wǎng)出口處，通過對IP數(shù)據(jù)的加解密，可以保證局域網(wǎng)數(shù)據(jù)在公共信道上傳輸?shù)陌踩浴?/p>

與設(shè)備相連的內(nèi)部網(wǎng)受到IPSec保護，這個內(nèi)部網(wǎng)可連入不安全的公用或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)，如衛(wèi)星通信、海事和專用光纖等。在一個具體的通信中，兩個設(shè)備建立起一個安全通道，通信就可通過這個通道從一個本地受保護內(nèi)部網(wǎng)發(fā)送到另一個遠(yuǎn)程保護內(nèi)部網(wǎng)，就形成了一個安全虛擬網(wǎng)。當(dāng)位于某個安全內(nèi)部網(wǎng)的主機要向另一個位于安全內(nèi)部網(wǎng)的主機發(fā)送數(shù)據(jù)包時，源端網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備通過IPSec對數(shù)據(jù)包進行封裝，封裝后的數(shù)據(jù)包通過隧道穿越公用網(wǎng)絡(luò)后到達(dá)對端網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備。由于事先已經(jīng)經(jīng)過協(xié)商，收端網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備知道發(fā)端所使用的加密算法及解密密鑰，因此可以對接收數(shù)據(jù)包進行封裝。解封裝后的數(shù)據(jù)包則轉(zhuǎn)發(fā)給真正的信宿主機，反之亦然。

4　結(jié)束語

在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備時采用IPSec協(xié)議，使用ESP對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行嚴(yán)格的保護，可大大增強IP站點間安全性。在傳輸重要數(shù)據(jù)的通信IP網(wǎng)中使用本文設(shè)計的基于IPSec的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備構(gòu)建VPN能很好地防止數(shù)據(jù)被更改或竊取，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

參考文獻

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